【正文】 能達到控制目的，采用易于實現(xiàn)的控制方式，降低控制成本、減少對環(huán)境的負面影響等，是我們進行控制系統(tǒng)設計必須考慮的 基本問題 。 閉環(huán)控制系統(tǒng) 都是自動控制系統(tǒng)。 案例分析： 電冰箱的溫度控制 P110 利用反饋來分析和處理被控制對象，通過系統(tǒng)的 輸 出來調(diào)整系統(tǒng)的行為，使系統(tǒng)沿著預期的目標運用的方法，稱為 反饋方法 。 例如：電冰箱的溫度控制系統(tǒng) 輸入量 控制器 輸出量 執(zhí)行器 被控對象 控制量 電機 水泵 水管 接通電 源 （輸入） 水流量 水管排出 的 水 （輸出） 傳動裝置 執(zhí)行活塞 車門 開關 （輸入） 行程 量 門開 /關 （輸出） 電腦控制裝置 撥號裝置 電話機 時間輸入 （輸入） 電信號 鈴聲 （輸出） 腳踏板 傳動裝置 縫紉機 腳踩的力 （輸入） 旋轉(zhuǎn) 量 輸出轉(zhuǎn)速 （輸出） 聲電傳感器 執(zhí)行電路 走道燈 有 /無聲音 （輸入） 電信號 燈亮 /滅 （輸出） 時序控制裝置 執(zhí)行電路 紅綠燈 給定滅 /亮時序 （輸入） 控制量 燈滅 /亮時序 （輸出） ?輸入量 控制器 被控量 執(zhí)行器 被控對象 控制量 檢測裝置 比較器 ＋ － 第 24 頁共 27 頁 三、閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋 在控制系統(tǒng)中，除輸入量（給定值）以外，引起被控量變化的各種因素稱為干擾因素。 如十字路口的紅綠燈定時控制系統(tǒng)、樓宇的防盜報警控制系統(tǒng)、火災自動報警系統(tǒng)、公園的音樂噴泉自動控制系統(tǒng) 、電子 門 鈴、自動門、賓館自動叫醒服務 等。 ① 控制在現(xiàn)代社會中的應用在一定程度上滿足了人們的需要。 ⑶ 控制的手段：控制的實現(xiàn)需要通過一定的手段。注重各部分的縱向、橫向聯(lián)系；依據(jù)系統(tǒng)的動態(tài)性、環(huán)境適應性，考慮當前和長遠。 ① 優(yōu)化目標 和 目標函數(shù)； ② 約束條件 （不能人為調(diào)節(jié)） ； ③ 影響因素 （可以人為調(diào)節(jié)） 。 春捂秋凍 電冰箱放合適的位置 飛機在空中適應環(huán)境的飛行 二、系統(tǒng)的分析： 系統(tǒng)分析： 為了發(fā)揮系統(tǒng)的功能，實現(xiàn)系統(tǒng)的目標，運用科學的方法對系統(tǒng)加以周詳?shù)目疾?、分析、比較、實驗，并在此基礎上擬訂一套有效的處理步驟和程序，或?qū)υ械南到y(tǒng)提出改進方案的過程。系統(tǒng)的整體功能大于組成系統(tǒng)的各部分的功能之和。 案例分析：銀行存取款流程的優(yōu)化 P57 第 20 頁共 27 頁 第三單元 系統(tǒng)與設計 一、系統(tǒng)的結構： 系統(tǒng)的含義： 由相互聯(lián)系、相互作用、相互依賴和相互制約的若干要素或部分組成的具有特定功能的有機整體，稱為系統(tǒng)。 第 19 頁共 27 頁 三 、流程的優(yōu)化： 流程的優(yōu)化 及目的： 流程的優(yōu)化 ： 在 流程的 設計和實施過程中， 要 對流程 進行不斷的 改進以期取得最佳效果的 過程。 ⑶ 保證安全。幾項工作同時進行 —— 并行，并行投入較大。任何流程都反映一定的時序，體現(xiàn)出一定的環(huán)節(jié)。 如：蛋形椅、蓋里椅、趙州橋等 P30 第 18 頁共 27 頁 第二單元 流程與設計 一、生產(chǎn)和生活中的流程 時序： 時間上的先后順序就是時序。如送螺栓、門與門框等 剛連接 —— 既不能相對移動，也不能相對轉(zhuǎn)動。 3)結構的形狀 ：結構的形狀不同，其穩(wěn)定性也不同。通常是指結構體本身由細長的構件組成，如窗戶、畫框、房子的架構等等。 第 16 頁共 27 頁 技 術與設計 2 第一單元 結構與設計 一、常見的結構的認識： （一）結構 ：是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列。 產(chǎn)品的維護和保養(yǎng)是進行技術設計時必須考慮的問題。詳見 P150 三、模型制作 模型制作的一般步驟： （ 1）選擇合適的材料 （ 2）根據(jù)本地的條件，準備適當?shù)墓ぞ吆图庸ぴO備。其中銼削加工操作方便，使用廣泛。不同的金屬材料用不同的性能。作為產(chǎn)品的樣品，展示模型為研究人機關系、結構、制造工藝、外觀、市場宣傳等提供實體形象，并可以直接向設計委托方征求意見，為審核方案提供實物依據(jù)。 模型制作是技術設計中的一個環(huán)節(jié)，也是一種技術方法。由于模型有 制作成本低、便于修改 等優(yōu)點， 設計者一般通過模型來呈現(xiàn)產(chǎn)品的設計方案。（ 2）采用剖視圖后，應省略不必要的虛線，只有對尚未表達清楚的物體結構才畫出虛線。 半徑：符號為 R，半圓或者不足半圓的圓弧需要標注半徑。 （ 3）尺寸數(shù)字 圖樣上所注尺寸表示形體的真實大小， 形體的真實大小與圖樣的大小及繪圖的準確度無關。俯視圖在主視圖的正下方，左視圖在主視圖的正右方。 建立坐標軸的時候，各軸的夾角是 120 度。設計的主體構思基本上是在繪制構思草圖階段完成的。 在進行設計交流的過程中，不可能只運用一種語言就完成所有的交流任務，應該根據(jù)不同的場合使用不同的語言。 技術圖樣：是采用某種規(guī)范形 式將設計用圖樣的形式表達出來的一種設計交流的語言。 第 11 頁共 27 頁 第六章 設計圖樣的繪制 一、設計表現(xiàn)圖 技術語言的種類與應用 技術語言是一種在技術活動中進行信息交流的特有的語言形式。如仿生技術 （ 3）聯(lián)想法 要用聯(lián)想的方法進行方案的構思，人們就必須具備豐富的 實踐經(jīng)驗、較廣的見識、較好的知識基礎及豐富的想象力。 產(chǎn)品本身是一個整體，包括功能、造型、材料等，但任何產(chǎn)品都不是孤立存在的，一方面，它是為人服務的，人的需求在很大程度上決定著產(chǎn)品的設計；另一方面，它是在一定的環(huán)境中使用的，必然受到環(huán)境的制約，并對環(huán)境產(chǎn)生影響。 當我們對解決問題所受到的限制作了全面的梳理和分析后，就可以將該問題明確地視為一個設計對象，并依據(jù)已有的調(diào)查、研究和分析，提出具體的具有一定可行性的設計 要求了。 二、明確問題 明確問題的內(nèi)容和價值 A、 問題是否明確 明確問題需從問題表述本身是否明確、問題產(chǎn)生的原因是否明確、提出問題的目的是否明確等方面進行考慮。 發(fā)現(xiàn)問題的途徑和方法 A、 觀察日常生活 日常生活是我們 存 在的背景和基礎，它往往蘊藏著豐富的問題資源，同時也離我們最近。 第 8 頁共 27 頁 第四章 發(fā)現(xiàn)與明確問題 一、發(fā)現(xiàn)問題 問題的來源 生活中，有 很 多 為 我們所不知道的需要解答的 話 題，這就是問題。 設計的評價和設計的交流 很多情況下，設計的評價目的往往不是為了甄 別，而是為了相互交流信息、征求意見、共同研討，進而完善設計方案。 對設計過程的評價要注意把握各個環(huán)節(jié)或階段的主要任務和目標，要注意把握設計過程中各個環(huán)節(jié)或階段之間的銜接和協(xié)調(diào)，要注意階段性成果的質(zhì)量。從 評價者 來看，也有兩類：一是設計者自我評價，二是他人的評價。 總之，產(chǎn)品的設計要考慮到人類長遠的發(fā)展，資源與能源的合理利用、生態(tài)的平衡等可持續(xù)發(fā)展的因素。技術規(guī)范是有關開發(fā)生產(chǎn)技術的知識、領域、方法和規(guī)定的 總和 。 美觀原則 產(chǎn)品外觀的美是通過對產(chǎn)品造型，大小比例，使用材料，色彩搭配，裝飾圖案等的設計組合來表達的。 產(chǎn)品的實用性是從設計的目的出發(fā)的，它隨時代的改變而改變，隨人群的改變而改變，具有鮮明的個性特征。 創(chuàng)新原則 設計是人類為了追求美好生活而進行的創(chuàng)造性活動。 產(chǎn)品的使用和維護 在產(chǎn)品使用過程中，正確的使用和維護既可以使產(chǎn)品更好地滿足人民的需求，又能延長其使用壽命。對于小型、簡單的產(chǎn)品可以直接制作產(chǎn)品原 型，而對于大型、復雜的產(chǎn)品先制作縮小、簡化的模型。 面對設計要求和約束條件之間的相互矛盾，為了找到最好的解決辦法，應該提出盡可能多的設想，以便于權衡利弊，作出選擇。它從問題出發(fā)，并圍繞問題展開各項活動。 如橘子從長江以南移植到長江以北的種植試驗。 （ 2） 模擬試驗法 ：是通過再現(xiàn)的形式來模擬現(xiàn)實發(fā)生情況的方法。案例：汽車的顏色 三、技術試驗及其方法 什么是技術試驗 （ 1）定義 ： 將技術活動中為了某種目的所進行的嘗試、檢驗 等探索性實踐活動稱為技術 試 驗。這樣的設計有利于減少人體疲勞，提高效率，滿足健康、舒適的要求 。心理上的舒適感受也是人機關系應當考慮的目標。還包括各種各樣的工具、儀器、儀表、設備、設施、家具、交通車輛以及勞動保護用具等，當人們身處某一環(huán)境的時候 ，這時的人機關系就體現(xiàn)為人與環(huán)境的相互關系。 設計的豐富內(nèi)涵 技術世界的設計，其核心是技術設計。 案例：移動通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程 技術發(fā)展 對設計產(chǎn)生重要影響 （ 1） 技術是設計的平臺，沒有技術作基礎，設計將難以表現(xiàn)和實現(xiàn)。 專利的特性 ：獨占性、時間性、地域性 專利申請步驟 ： 寫好專利文件 ? 遞交專利文件并交納申請費 ? 專利局審查文件 ? 批準專利 ? 領取專利證書并繳納年費及證書費。 試講述一下下列技術的正反兩方面的影響： 網(wǎng)絡技術 （方便人們交流溝通，但也有人利用網(wǎng)絡犯罪）、 B 超技術 （可以用于醫(yī)療，但也有人進行胎兒鑒別）、 克隆技術 （克隆人體器官用于醫(yī)療，但也會挑戰(zhàn)人類倫理道德）、 核技術 （發(fā)電，但也會用于戰(zhàn)爭）、 空間技術 （科學實驗，衛(wèi)星通訊。 技術側重改造和利用自然（技術是解決“怎么辦”），科學促進了技術的發(fā)展，技術推動了科學的進步。技術革新一般是在原有技術的基礎上的變革和改進，技術發(fā)明則是一項新技術的產(chǎn)生。 ⑶ 技術的發(fā)展給自然環(huán)境帶來了問題，但也給解決這些問題提供了可能。 如福特 T 型車的生產(chǎn)流水線。 解放人： 解放或延長身體器官，拓展活動空間，提高勞動效率，增強各方面的能力。 ⑴人類需要著衣遮身避寒 —— 縫制、 紡織、印染技術。 ⑹人類需要交往、保持聯(lián)系 —— 通訊 、郵電 技術。 是推動社會發(fā)展和文明進步的主要動力之一。 技術與自然的關系 ⑴ 利用技術，人類可以 利用 自然 和 改造自然。 技術的創(chuàng)新性 第 2 頁共 27 頁 創(chuàng)新是技術發(fā)展的核心。 ⑵、技術與科學的區(qū)別與聯(lián)系 科學是對各種事實和現(xiàn)象進行觀察、分類、歸納、演繹、分析、推理、計算和實驗，從而發(fā)現(xiàn)規(guī)律，并予以驗證和公式化的知識體系。 技術的兩面性 任何事物客觀上都有兩面性，技術也不例外。 狹義的知識產(chǎn)權包括著作權、專利權、商標權三部分。 如：書寫工具的發(fā)展、電動剃須刀的發(fā)展。 發(fā)展的技術不斷豐富著人們的設計思維，它促使人們不斷考慮如何應用新技術、新材料、新工藝來改進現(xiàn)有的產(chǎn)品，如何有機地結合各種技術來開發(fā)新產(chǎn)品等問題。當我們使用這些物品時，物品就與人產(chǎn)生了一種相互關系。如： “科學管理之父” 美國人泰勒 “鐵鍬作業(yè)試驗”。 如：要考慮到殘疾人的需求。 （ 4）、信息的交互 人與產(chǎn)品的互動過程就是人與產(chǎn)品之間信息傳遞的過程 ， 即人機之間 運用信息語言交流的過程。 如：阿什塔比拉河橋的垮塌、青梅 素皮試試驗 （ 3） 分類： 可以根據(jù)應用的范圍不同進行分類， 如農(nóng)業(yè)試驗、工業(yè)試驗、國防試驗、科學技術試驗等； 還可以根據(jù)目的的不同進行分類， 如性能試驗、優(yōu)化試驗、預測試驗、信息試驗等。如：計算機虛擬 火星探測器模擬登陸動畫等。 技術試驗 報告的 寫作順序 ： 試驗目的、試驗準備 、 試驗步驟 、 試驗記錄、試驗總結 技術試驗在設計中的作用 通過試驗可以發(fā)現(xiàn)問題、深化認識、推動技術設計的發(fā)展。 （ 2）任何設計方案都有改進的可能性，好方案決不會僅有一個。 制作模型或原型 完成方案篩選后，我們就要開始制作模型或者原形了。這種評估，在設計過程中需要反復進行。因此，我們不能將設計的過程簡單化、模式化，而應根據(jù)設計的需要進行靈活安排。要實現(xiàn)產(chǎn)品設計的創(chuàng)新，除了了要最大限度地發(fā)揮人的智慧外，還應注意利用最新的技術成果和現(xiàn)代的設計理論和方法。 產(chǎn)品設計必須從消費者的利益出發(fā)，合理使用優(yōu)質(zhì)價廉、能優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量的原材料，并在明確目標市場、控制生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品附加值等基礎上改進與完 善產(chǎn)品設計，為企業(yè)的生存與發(fā)展服務。產(chǎn)品的設計不能單純?yōu)榱酥\取利益而損害人類所居住的環(huán)境，更不能為了私利而設計制造低級趣味的產(chǎn)品，生產(chǎn)假冒偽劣產(chǎn)品，甚至用報廢、有毒材料制造食品、藥品等關系到人們身體健康的產(chǎn)品。樹立可持續(xù)發(fā)展的理念，體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的要求，不僅是產(chǎn)品設計者應當遵守的原則，而且是產(chǎn)品設計者應當承擔的責任。它對設計者樹立質(zhì)量管理意識、強化質(zhì)量管理、高質(zhì)量完成設計任務有重要作用，同時也有助于設計中的信息交流和工作反思。由于設計的目標和內(nèi)容不同，設計評價的標準也就不同，有時可以有所側重。 在實際評價中，這兩個方面也可以結合起來。具體方式的選用可根據(jù)不同的場合、不同的目的、不同的要求，不同的對象等因素進行選擇。 第三種：基于一定的目的 由設計者自己主動發(fā)現(xiàn)問題，并試圖解決它。其中，詢問法包括直接詢問法、間接詢問法 、集體詢問法、家庭走訪詢問法、個別詢問法。這樣，既 第 9 頁共 27 頁 可以深化對問題的認識，進一步明確問題的內(nèi)容和價值，又可以為分析問 題解決的條件及實現(xiàn)的可行性、提出設計要求奠定的基礎。 根據(jù)需要，時間進度計劃表還可以用 設計計劃書 的形式來表達。 方案的構思的方法 ： （ 1）草圖法 草圖不僅能將一些想法明確地表達出來，而且可以隨意修改。 對方案進行比 較和權衡的過