【正文】 閉環(huán)控制系統(tǒng)的設計 (書本 P120 案例分析：抽水馬桶水箱的自動控制系統(tǒng)的設計 ) 基本要求： 第一 、 一個閉環(huán)控制系統(tǒng)要正常工作，首先必須是穩(wěn)定的。 （ 2）工作過程： ○ 1 由于 干擾因素 的存在，系統(tǒng)的被控量偏離給定值時； ○ 2 閉環(huán)控制系統(tǒng)中的反饋環(huán)節(jié)能及時 檢測 出被控量的值，并迅速 反饋 到輸入端，與給定值進行 比較 ； ○ 3 控制器 根據(jù)比較得到的偏差信號進行 調節(jié) ，從而是系統(tǒng)的被控量接近給定值，達到精確控制的目的。 基本組成： 與開環(huán)控制系統(tǒng)相比，閉環(huán)控制系統(tǒng)多了檢測裝置、比較器 。 例： 紅綠燈定時控制系統(tǒng)、防盜報警控制 系統(tǒng)、火災自動報警系統(tǒng)、公園的音樂噴泉自動控制系統(tǒng) 、 紅外線自動門控 制系統(tǒng)、普通電風扇風速控制系統(tǒng)、可調光臺燈控制系統(tǒng) 等。 系統(tǒng)各部分之間的相互聯(lián)系與相互作用 運用系統(tǒng)的思想綜合考慮各部分之間的關聯(lián)、沖突問題，注重各部分的橫向、縱向聯(lián)系。 例：田忌賽馬、丁謂修復皇宮 、 街道各部門施工 （ 2）科學性原則 系統(tǒng)分析一方面要有嚴格的工作步驟，另一方面應盡可能地運用科學方法和數(shù)學工具進行定量分析，使決策的過程和結果更具用說服力。 例：古代建筑的“梁柱結構”、合金鋼材料各種性能的相互影響、家庭裝修工程 (3)目的性 （功能） ： 任何系統(tǒng)都具有某種目的，都要實現(xiàn)一定的功能，這是區(qū)別不同系統(tǒng)的主要標志。 例：生態(tài)系統(tǒng)屬于自然系統(tǒng)；飛船、房舍等屬于人造系統(tǒng)。 流程優(yōu)化過程所應考慮的主要問題： c 對一個流程的優(yōu)化，可以是整體的全面優(yōu)化，也可以是對某一個指標進行優(yōu)化。 小鐵錘的 錘柄 加工流程圖：下料→磨削圓頭→板牙套絲→電鍍 。 工藝 ： 不同產品的工藝要求各異，流程設計也不同。 （ 例 ： 買票→ 候車→檢票→上車 。包含環(huán)節(jié)與時序。 如：門與門框的連接 剛連接 —— 被連接的構件在連接處既不能相對移動，也不能相對轉動。 殼體結構 是指層狀的結構。 結構決定著事物存在的性質。） [連接 ]：通過固定連接和半固定連接的方法可以實現(xiàn)金屬件之間的連接。 工藝的種類： 有加工工藝、裝配工藝、檢測工藝、 鑄造工藝、表面處理工藝等。 第七章 模型或原型的制作 一、模型 1．模型及其功能： a 模型 是根據(jù)實物、設計圖樣或構思，按比例、生態(tài)或其他特征制成的與實物相似的一種物體。 草圖的繪制步驟，詳細參看 P115 3．簡單的 效果圖： a 在識圖時要注意從整體上把握產品的形態(tài)、功能和特征，要注意從中了解產品外觀上的實際比例關系和色彩搭配及材質感，了解產品內部結構和色彩裝飾效果。 （克 服了語言障礙，直接明了地進行表達與交流。 方案構思的主要方法： ① 草圖法 ② 模仿法 （例：仿生技術） ③ 聯(lián)想法 ④ 奇特性構思法 3．設計方案的制定： c 4．根據(jù)設計要求選擇合適的材料和標準件： b 選用 標準件 的作用： 簡化制作過程 、 實現(xiàn)通用通換 。來源于你的主動積極發(fā)現(xiàn) 發(fā)現(xiàn)問題的重要性 ：第一、第二種問題的提出往往比較明確，主要是針對一般的和已有的問題提出的，而第三種問題卻是全新的，它需要我們積極主動的思考，需要我們細致入微的工作，需要我們獨具慧眼的發(fā)現(xiàn)。 加強對設計過程的評價是樹立質量管理意識、加強質量管理、實現(xiàn)設計目標的關鍵。 經濟原則 是以最低的費用取得最佳的效果 （例 ：卷紙設計成方形來減少空間，降低運輸成本 ） 。 3 制定方案的步驟 其中設計分析要根據(jù)設計 要求，找出設計需要解決的主要問題，比如材料、結構、功能等。 ③ 虛擬試驗法 ： 例：計算機虛擬火星探測器模擬登陸動畫等 （ 用計算機模擬 ） 。 例：高跟靴、設計不合理的椅子 ③ 舒適 產品使用中，人體能處于自然狀體，感覺舒適。這種相互的關系就稱為 人機關系 。 （例：書寫工具的發(fā)展、電動剃須刀的發(fā)展。 （例： 電燈發(fā)明之后，人們設計出了各種各樣的燈泡 ） ⑤技術進步還 促進人們設計思維和手段的發(fā)展。 （例：開門、乘電梯） 2．人機關系在設計中要實現(xiàn)的目標： a ① 高效 人機協(xié)調，提供人的工作效率。 （例：阿什塔比拉河橋的垮塌、青霉素皮試試驗） 根據(jù)應用目的的不同分類，技術試驗可以分為性能試驗、優(yōu)化試驗、預測試驗、信息試驗等。 第三章 設計過程、原則及評價 一、 設計的一般過程 1．設計的一般過程： a ① 發(fā)現(xiàn)與明確問題 、② 制定設計方案 、③ 制作模型或原型 、④ 測試、評估及優(yōu)化 、 ⑤ 產品的使用和維護 方案優(yōu)化可以對三種典型人群，即 專家、潛在客戶、用戶 進行征求意見。 二、 設計的一般原則 1．設計的一般原則： b ① 創(chuàng)新原則 ② 實用原則 ③ 經濟原則 ④ 美觀原則 ⑤ 道德原則 ⑥ 技術規(guī)范 原則 ⑦ 可持續(xù)發(fā)展原則 。 三、 設計的評價 1．設計過程中的評價： b 設計的評價 是指依據(jù)一定的原則，采取一定方法和手段，對設計所涉及的過程及結果進行事實判斷和價值認定的活動。問題是如何產生的？ 第一種：人類生存活動中必然會遇到的問題。 采用詢問法 不僅可以發(fā)現(xiàn)問題，而且可以了解問題產 生的原因 二、明確問題 1．明確問題的重要性： a 問題表 述本身是否明確、問題產生的原因是否明確、提出問題的目的是否明確 等 2．判斷問題價值的方法： c 判斷一個問題是否有價值，必須從以下問題著手： ① 所提出的問題是否遵循了基本的科學原理。 [技術圖樣 ]：采用某種規(guī)范形式將設計用圖樣的形式表達出來。 2．簡單的草圖： c 草圖 也叫 方案草圖或設計速寫 ， 它能迅速捕捉和記錄設計者轉瞬即逝的創(chuàng)作靈感，表達設計創(chuàng)意，是把設計構思轉化為現(xiàn)實圖形的有效手段之一。（ 三視圖的繪制步驟見 P122123） 3． 一般的機械加工圖： a 尺寸 三要素 ： ① 尺寸界線 ② 尺寸線 ③ 尺寸數(shù)字 以三視圖的形式來表達機械加工方法的一種技 術圖樣，是完成產品機械加工的主要依據(jù)。 功能模型： 主要用于研究產品的各種性能以及人 機關系，同時也用于分析檢查設計對象各部分組件尺寸與機體的相互配合關系，并在一定條件下用于試驗。各類工具的操作要領詳見 P144 [鉆孔 ]： 常用的鉆孔設備室 臺鉆 ， 常用的鉆頭是 麻花鉆 。 ③ 按 設計圖樣劃線 ④ 對材料進行加工 ⑤ 裝配 ⑥ 進行表面處理 ⑦ 對產品進行評價 ⑧ 對設計方 案進行修改，做成展示模型。 框架結構 是指結構體由細長的構件組成的結構。 影響結構穩(wěn)定性的主要因素： b ① 、 ② 結構與地面接觸所形成的支撐面積的大小 、③ 。 技術角度 ：使用功能、穩(wěn)固耐用、造型設計的創(chuàng)意和表現(xiàn)力、材料合理性、工藝精湛程度等。幾項工作同時進行 —— 并行。 二、流程的設計 流程設計應考慮的基本因素： c 總體上： 流程設計應該 要 研究內在屬性與規(guī)律 。 簡單流程的表達： c 畫流程設計框圖的一般方法： ⑴ 根據(jù)對事物的內在屬性 和規(guī)律的分析，以及有關的考慮，將流程的全