【正文】 閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) (書(shū)本 P120 案例分析：抽水馬桶水箱的自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ) 基本要求： 第一 、 一個(gè)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(guò)程： ○ 1 由于 干擾因素 的存在，系統(tǒng)的被控量偏離給定值時(shí)； ○ 2 閉環(huán)控制系統(tǒng)中的反饋環(huán)節(jié)能及時(shí) 檢測(cè) 出被控量的值，并迅速 反饋 到輸入端，與給定值進(jìn)行 比較 ； ○ 3 控制器 根據(jù)比較得到的偏差信號(hào)進(jìn)行 調(diào)節(jié) ，從而是系統(tǒng)的被控量接近給定值，達(dá)到精確控制的目的。 基本組成： 與開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)相比，閉環(huán)控制系統(tǒng)多了檢測(cè)裝置、比較器 。 例： 紅綠燈定時(shí)控制系統(tǒng)、防盜報(bào)警控制 系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、公園的音樂(lè)噴泉自動(dòng)控制系統(tǒng) 、 紅外線自動(dòng)門控 制系統(tǒng)、普通電風(fēng)扇風(fēng)速控制系統(tǒng)、可調(diào)光臺(tái)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(yùn)用系統(tǒng)的思想綜合考慮各部分之間的關(guān)聯(lián)、沖突問(wèn)題，注重各部分的橫向、縱向聯(lián)系。 例：田忌賽馬、丁謂修復(fù)皇宮 、 街道各部門施工 （ 2）科學(xué)性原則 系統(tǒng)分析一方面要有嚴(yán)格的工作步驟，另一方面應(yīng)盡可能地運(yùn)用科學(xué)方法和數(shù)學(xué)工具進(jìn)行定量分析，使決策的過(guò)程和結(jié)果更具用說(shuō)服力。 例：古代建筑的“梁柱結(jié)構(gòu)”、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(shí)現(xiàn)一定的功能，這是區(qū)別不同系統(tǒng)的主要標(biāo)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(guò)程所應(yīng)考慮的主要問(wèn)題： c 對(duì)一個(gè)流程的優(yōu)化，可以是整體的全面優(yōu)化，也可以是對(duì)某一個(gè)指標(biāo)進(jìn)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(chǎn)品的工藝要求各異，流程設(shè)計(jì)也不同。 （ 例 ： 買票→ 候車→檢票→上車 。包含環(huán)節(jié)與時(shí)序。 如：門與門框的連接 剛連接 —— 被連接的構(gòu)件在連接處既不能相對(duì)移動(dòng)，也不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 殼體結(jié)構(gòu) 是指層狀的結(jié)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)決定著事物存在的性質(zhì)。） [連接 ]：通過(guò)固定連接和半固定連接的方法可以實(shí)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(cè)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(shí)物、設(shè)計(jì)圖樣或構(gòu)思，按比例、生態(tài)或其他特征制成的與實(shí)物相似的一種物體。 草圖的繪制步驟，詳細(xì)參看 P115 3．簡(jiǎn)單的 效果圖： a 在識(shí)圖時(shí)要注意從整體上把握產(chǎn)品的形態(tài)、功能和特征，要注意從中了解產(chǎn)品外觀上的實(shí)際比例關(guān)系和色彩搭配及材質(zhì)感，了解產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)和色彩裝飾效果。 （克 服了語(yǔ)言障礙，直接明了地進(jìn)行表達(dá)與交流。 方案構(gòu)思的主要方法： ① 草圖法 ② 模仿法 （例：仿生技術(shù)） ③ 聯(lián)想法 ④ 奇特性構(gòu)思法 3．設(shè)計(jì)方案的制定： c 4．根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇合適的材料和標(biāo)準(zhǔn)件： b 選用 標(biāo)準(zhǔn)件 的作用： 簡(jiǎn)化制作過(guò)程 、 實(shí)現(xiàn)通用通換 。來(lái)源于你的主動(dòng)積極發(fā)現(xiàn) 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的重要性 ：第一、第二種問(wèn)題的提出往往比較明確，主要是針對(duì)一般的和已有的問(wèn)題提出的，而第三種問(wèn)題卻是全新的，它需要我們積極主動(dòng)的思考，需要我們細(xì)致入微的工作，需要我們獨(dú)具慧眼的發(fā)現(xiàn)。 加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程的評(píng)價(jià)是樹(shù)立質(zhì)量管理意識(shí)、加強(qiáng)質(zhì)量管理、實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)的關(guān)鍵。 經(jīng)濟(jì)原則 是以最低的費(fèi)用取得最佳的效果 （例 ：卷紙?jiān)O(shè)計(jì)成方形來(lái)減少空間，降低運(yùn)輸成本 ） 。 3 制定方案的步驟 其中設(shè)計(jì)分析要根據(jù)設(shè)計(jì) 要求，找出設(shè)計(jì)需要解決的主要問(wèn)題，比如材料、結(jié)構(gòu)、功能等。 ③ 虛擬試驗(yàn)法 ： 例：計(jì)算機(jī)虛擬火星探測(cè)器模擬登陸動(dòng)畫(huà)等 （ 用計(jì)算機(jī)模擬 ） 。 例：高跟靴、設(shè)計(jì)不合理的椅子 ③ 舒適 產(chǎn)品使用中，人體能處于自然狀體，感覺(jué)舒適。這種相互的關(guān)系就稱為 人機(jī)關(guān)系 。 （例：書(shū)寫(xiě)工具的發(fā)展、電動(dòng)剃須刀的發(fā)展。 （例： 電燈發(fā)明之后，人們?cè)O(shè)計(jì)出了各種各樣的燈泡 ） ⑤技術(shù)進(jìn)步還 促進(jìn)人們?cè)O(shè)計(jì)思維和手段的發(fā)展。 （例：開(kāi)門、乘電梯） 2．人機(jī)關(guān)系在設(shè)計(jì)中要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)： a ① 高效 人機(jī)協(xié)調(diào)，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(yàn)） 根據(jù)應(yīng)用目的的不同分類，技術(shù)試驗(yàn)可以分為性能試驗(yàn)、優(yōu)化試驗(yàn)、預(yù)測(cè)試驗(yàn)、信息試驗(yàn)等。 第三章 設(shè)計(jì)過(guò)程、原則及評(píng)價(jià) 一、 設(shè)計(jì)的一般過(guò)程 1．設(shè)計(jì)的一般過(guò)程： a ① 發(fā)現(xiàn)與明確問(wèn)題 、② 制定設(shè)計(jì)方案 、③ 制作模型或原型 、④ 測(cè)試、評(píng)估及優(yōu)化 、 ⑤ 產(chǎn)品的使用和維護(hù) 方案優(yōu)化可以對(duì)三種典型人群，即 專家、潛在客戶、用戶 進(jìn)行征求意見(jiàn)。 二、 設(shè)計(jì)的一般原則 1．設(shè)計(jì)的一般原則： b ① 創(chuàng)新原則 ② 實(shí)用原則 ③ 經(jīng)濟(jì)原則 ④ 美觀原則 ⑤ 道德原則 ⑥ 技術(shù)規(guī)范 原則 ⑦ 可持續(xù)發(fā)展原則 。 三、 設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià) 1．設(shè)計(jì)過(guò)程中的評(píng)價(jià)： b 設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià) 是指依據(jù)一定的原則，采取一定方法和手段，對(duì)設(shè)計(jì)所涉及的過(guò)程及結(jié)果進(jìn)行事實(shí)判斷和價(jià)值認(rèn)定的活動(dòng)。問(wèn)題是如何產(chǎn)生的？ 第一種：人類生存活動(dòng)中必然會(huì)遇到的問(wèn)題。 采用詢問(wèn)法 不僅可以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，而且可以了解問(wèn)題產(chǎn) 生的原因 二、明確問(wèn)題 1．明確問(wèn)題的重要性： a 問(wèn)題表 述本身是否明確、問(wèn)題產(chǎn)生的原因是否明確、提出問(wèn)題的目的是否明確 等 2．判斷問(wèn)題價(jià)值的方法： c 判斷一個(gè)問(wèn)題是否有價(jià)值，必須從以下問(wèn)題著手： ① 所提出的問(wèn)題是否遵循了基本的科學(xué)原理。 [技術(shù)圖樣 ]：采用某種規(guī)范形式將設(shè)計(jì)用圖樣的形式表達(dá)出來(lái)。 2．簡(jiǎn)單的草圖： c 草圖 也叫 方案草圖或設(shè)計(jì)速寫(xiě) ， 它能迅速捕捉和記錄設(shè)計(jì)者轉(zhuǎn)瞬即逝的創(chuàng)作靈感，表達(dá)設(shè)計(jì)創(chuàng)意，是把設(shè)計(jì)構(gòu)思轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)圖形的有效手段之一。（ 三視圖的繪制步驟見(jiàn) P122123） 3． 一般的機(jī)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(lái)表達(dá)機(jī)械加工方法的一種技 術(shù)圖樣，是完成產(chǎn)品機(jī)械加工的主要依據(jù)。 功能模型： 主要用于研究產(chǎn)品的各種性能以及人 機(jī)關(guān)系，同時(shí)也用于分析檢查設(shè)計(jì)對(duì)象各部分組件尺寸與機(jī)體的相互配合關(guān)系，并在一定條件下用于試驗(yàn)。各類工具的操作要領(lǐng)詳見(jiàn) P144 [鉆孔 ]： 常用的鉆孔設(shè)備室 臺(tái)鉆 ， 常用的鉆頭是 麻花鉆 。 ③ 按 設(shè)計(jì)圖樣劃線 ④ 對(duì)材料進(jìn)行加工 ⑤ 裝配 ⑥ 進(jìn)行表面處理 ⑦ 對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià) ⑧ 對(duì)設(shè)計(jì)方 案進(jìn)行修改，做成展示模型。 框架結(jié)構(gòu) 是指結(jié)構(gòu)體由細(xì)長(zhǎng)的構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)。 影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素： b ① 、 ② 結(jié)構(gòu)與地面接觸所形成的支撐面積的大小 、③ 。 技術(shù)角度 ：使用功能、穩(wěn)固耐用、造型設(shè)計(jì)的創(chuàng)意和表現(xiàn)力、材料合理性、工藝精湛程度等。幾項(xiàng)工作同時(shí)進(jìn)行 —— 并行。 二、流程的設(shè)計(jì) 流程設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的基本因素： c 總體上： 流程設(shè)計(jì)應(yīng)該 要 研究?jī)?nèi)在屬性與規(guī)律 。 簡(jiǎn)單流程的表達(dá)： c 畫(huà)流程設(shè)計(jì)框圖的一般方法： ⑴ 根據(jù)對(duì)事物的內(nèi)在屬性 和規(guī)律的分析，以及有關(guān)的考慮，將流程的全