【正文】 能達(dá)到控制目的，采用易于實(shí)現(xiàn)的控制方式，降低控制成本、減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響等，是我們進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須考慮的 基本問(wèn)題 。 閉環(huán)控制系統(tǒng) 都是自動(dòng)控制系統(tǒng)。 案例分析： 電冰箱的溫度控制 P110 利用反饋來(lái)分析和處理被控制對(duì)象，通過(guò)系統(tǒng)的 輸 出來(lái)調(diào)整系統(tǒng)的行為，使系統(tǒng)沿著預(yù)期的目標(biāo)運(yùn)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(duì)象 控制量 電機(jī) 水泵 水管 接通電 源 （輸入） 水流量 水管排出 的 水 （輸出） 傳動(dòng)裝置 執(zhí)行活塞 車門(mén) 開(kāi)關(guān) （輸入） 行程 量 門(mén)開(kāi) /關(guān) （輸出） 電腦控制裝置 撥號(hào)裝置 電話機(jī) 時(shí)間輸入 （輸入） 電信號(hào) 鈴聲 （輸出） 腳踏板 傳動(dòng)裝置 縫紉機(jī) 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(wú)聲音 （輸入） 電信號(hào) 燈亮 /滅 （輸出） 時(shí)序控制裝置 執(zhí)行電路 紅綠燈 給定滅 /亮?xí)r序 （輸入） 控制量 燈滅 /亮?xí)r序 （輸出） ?輸入量 控制器 被控量 執(zhí)行器 被控對(duì)象 控制量 檢測(cè)裝置 比較器 ＋ － 第 24 頁(yè)共 27 頁(yè) 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(shí)控制系統(tǒng)、樓宇的防盜報(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) 、電子 門(mén) 鈴、自動(dòng)門(mén)、賓館自動(dòng)叫醒服務(wù) 等。 ① 控制在現(xiàn)代社會(huì)中的應(yīng)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(shí)現(xiàn)需要通過(guò)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(dòng)態(tài)性、環(huán)境適應(yīng)性，考慮當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)。 ① 優(yōu)化目標(biāo) 和 目標(biāo)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(jī)在空中適應(yīng)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(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的目標(biāo)，運(yùn)用科學(xué)的方法對(duì)系統(tǒng)加以周詳?shù)目疾臁⒎治?、比較、實(shí)驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)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(jìn)方案的過(guò)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(yè)共 27 頁(yè) 第三單元 系統(tǒng)與設(shè)計(jì) 一、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)： 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(jī)整體，稱為系統(tǒng)。 第 19 頁(yè)共 27 頁(yè) 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(shè)計(jì)和實(shí)施過(guò)程中， 要 對(duì)流程 進(jìn)行不斷的 改進(jìn)以期取得最佳效果的 過(guò)程。 ⑶ 保證安全。幾項(xiàng)工作同時(shí)進(jìn)行 —— 并行，并行投入較大。任何流程都反映一定的時(shí)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(yè)共 27 頁(yè) 第二單元 流程與設(shè)計(jì) 一、生產(chǎn)和生活中的流程 時(shí)序： 時(shí)間上的先后順序就是時(shí)序。如送螺栓、門(mén)與門(mén)框等 剛連接 —— 既不能相對(duì)移動(dòng)，也不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 3)結(jié)構(gòu)的形狀 ：結(jié)構(gòu)的形狀不同，其穩(wěn)定性也不同。通常是指結(jié)構(gòu)體本身由細(xì)長(zhǎng)的構(gòu)件組成，如窗戶、畫(huà)框、房子的架構(gòu)等等。 第 16 頁(yè)共 27 頁(yè) 技 術(shù)與設(shè)計(jì) 2 第一單元 結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 一、常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)： （一）結(jié)構(gòu) ：是指事物的各個(gè)組成部分之間的有序搭配和排列。 產(chǎn)品的維護(hù)和保養(yǎng)是進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的問(wèn)題。詳見(jiàn) 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(zhǔn)備適當(dāng)?shù)墓ぞ吆图庸ぴO(shè)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(jī)關(guān)系、結(jié)構(gòu)、制造工藝、外觀、市場(chǎng)宣傳等提供實(shí)體形象，并可以直接向設(shè)計(jì)委托方征求意見(jiàn)，為審核方案提供實(shí)物依據(jù)。 模型制作是技術(shù)設(shè)計(jì)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，也是一種技術(shù)方法。由于模型有 制作成本低、便于修改 等優(yōu)點(diǎn)， 設(shè)計(jì)者一般通過(guò)模型來(lái)呈現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案。（ 2）采用剖視圖后，應(yīng)省略不必要的虛線，只有對(duì)尚未表達(dá)清楚的物體結(jié)構(gòu)才畫(huà)出虛線。 半徑：符號(hào)為 R，半圓或者不足半圓的圓弧需要標(biāo)注半徑。 （ 3）尺寸數(shù)字 圖樣上所注尺寸表示形體的真實(shí)大小， 形體的真實(shí)大小與圖樣的大小及繪圖的準(zhǔn)確度無(wú)關(guān)。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(biāo)軸的時(shí)候，各軸的夾角是 120 度。設(shè)計(jì)的主體構(gòu)思基本上是在繪制構(gòu)思草圖階段完成的。 在進(jìn)行設(shè)計(jì)交流的過(guò)程中，不可能只運(yùn)用一種語(yǔ)言就完成所有的交流任務(wù)，應(yīng)該根據(jù)不同的場(chǎng)合使用不同的語(yǔ)言。 技術(shù)圖樣：是采用某種規(guī)范形 式將設(shè)計(jì)用圖樣的形式表達(dá)出來(lái)的一種設(shè)計(jì)交流的語(yǔ)言。 第 11 頁(yè)共 27 頁(yè) 第六章 設(shè)計(jì)圖樣的繪制 一、設(shè)計(jì)表現(xiàn)圖 技術(shù)語(yǔ)言的種類與應(yīng)用 技術(shù)語(yǔ)言是一種在技術(shù)活動(dòng)中進(jìn)行信息交流的特有的語(yǔ)言形式。如仿生技術(shù) （ 3）聯(lián)想法 要用聯(lián)想的方法進(jìn)行方案的構(gòu)思，人們就必須具備豐富的 實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、較廣的見(jiàn)識(shí)、較好的知識(shí)基礎(chǔ)及豐富的想象力。 產(chǎn)品本身是一個(gè)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(wù)的，人的需求在很大程度上決定著產(chǎn)品的設(shè)計(jì)；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(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響。 當(dāng)我們對(duì)解決問(wèn)題所受到的限制作了全面的梳理和分析后，就可以將該問(wèn)題明確地視為一個(gè)設(shè)計(jì)對(duì)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(shè)計(jì) 要求了。 二、明確問(wèn)題 明確問(wèn)題的內(nèi)容和價(jià)值 A、 問(wèn)題是否明確 明確問(wèn)題需從問(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方面進(jìn)行考慮。 發(fā)現(xiàn)問(wèn)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(chǔ)，它往往蘊(yùn)藏著豐富的問(wèn)題資源，同時(shí)也離我們最近。 第 8 頁(yè)共 27 頁(yè) 第四章 發(fā)現(xiàn)與明確問(wèn)題 一、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題 問(wèn)題的來(lái)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(wèn)題。 設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)的交流 很多情況下，設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)目的往往不是為了甄 別，而是為了相互交流信息、征求意見(jiàn)、共同研討，進(jìn)而完善設(shè)計(jì)方案。 對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程的評(píng)價(jià)要注意把握各個(gè)環(huán)節(jié)或階段的主要任務(wù)和目標(biāo)，要注意把握設(shè)計(jì)過(guò)程中各個(gè)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(píng)價(jià)者 來(lái)看，也有兩類：一是設(shè)計(jì)者自我評(píng)價(jià)，二是他人的評(píng)價(jià)。 總之，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要考慮到人類長(zhǎng)遠(yuǎn)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(shù)規(guī)范是有關(guān)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)技術(shù)的知識(shí)、領(lǐng)域、方法和規(guī)定的 總和 。 美觀原則 產(chǎn)品外觀的美是通過(guò)對(duì)產(chǎn)品造型，大小比例，使用材料，色彩搭配，裝飾圖案等的設(shè)計(jì)組合來(lái)表達(dá)的。 產(chǎn)品的實(shí)用性是從設(shè)計(jì)的目的出發(fā)的，它隨時(shí)代的改變而改變，隨人群的改變而改變，具有鮮明的個(gè)性特征。 創(chuàng)新原則 設(shè)計(jì)是人類為了追求美好生活而進(jìn)行的創(chuàng)造性活動(dòng)。 產(chǎn)品的使用和維護(hù) 在產(chǎn)品使用過(guò)程中，正確的使用和維護(hù)既可以使產(chǎn)品更好地滿足人民的需求，又能延長(zhǎng)其使用壽命。對(duì)于小型、簡(jiǎn)單的產(chǎn)品可以直接制作產(chǎn)品原 型，而對(duì)于大型、復(fù)雜的產(chǎn)品先制作縮小、簡(jiǎn)化的模型。 面對(duì)設(shè)計(jì)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(yīng)該提出盡可能多的設(shè)想，以便于權(quán)衡利弊，作出選擇。它從問(wèn)題出發(fā)，并圍繞問(wèn)題展開(kāi)各項(xiàng)活動(dòng)。 如橘子從長(zhǎng)江以南移植到長(zhǎng)江以北的種植試驗(yàn)。 （ 2） 模擬試驗(yàn)法 ：是通過(guò)再現(xiàn)的形式來(lái)模擬現(xiàn)實(shí)發(fā)生情況的方法。案例：汽車的顏色 三、技術(shù)試驗(yàn)及其方法 什么是技術(shù)試驗(yàn) （ 1）定義 ： 將技術(shù)活動(dòng)中為了某種目的所進(jìn)行的嘗試、檢驗(yàn) 等探索性實(shí)踐活動(dòng)稱為技術(shù) 試 驗(yàn)。這樣的設(shè)計(jì)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(jī)關(guān)系應(yīng)當(dāng)考慮的目標(biāo)。還包括各種各樣的工具、儀器、儀表、設(shè)備、設(shè)施、家具、交通車輛以及勞動(dòng)保護(hù)用具等，當(dāng)人們身處某一環(huán)境的時(shí)候 ，這時(shí)的人機(jī)關(guān)系就體現(xiàn)為人與環(huán)境的相互關(guān)系。 設(shè)計(jì)的豐富內(nèi)涵 技術(shù)世界的設(shè)計(jì)，其核心是技術(shù)設(shè)計(jì)。 案例：移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程 技術(shù)發(fā)展 對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要影響 （ 1） 技術(shù)是設(shè)計(jì)的平臺(tái)，沒(méi)有技術(shù)作基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)將難以表現(xiàn)和實(shí)現(xiàn)。 專利的特性 ：獨(dú)占性、時(shí)間性、地域性 專利申請(qǐng)步驟 ： 寫(xiě)好專利文件 ? 遞交專利文件并交納申請(qǐng)費(fèi) ? 專利局審查文件 ? 批準(zhǔn)專利 ? 領(lǐng)取專利證書(shū)并繳納年費(fèi)及證書(shū)費(fèi)。 試講述一下下列技術(shù)的正反兩方面的影響： 網(wǎng)絡(luò)技術(shù) （方便人們交流溝通，但也有人利用網(wǎng)絡(luò)犯罪）、 B 超技術(shù) （可以用于醫(yī)療，但也有人進(jìn)行胎兒鑒別）、 克隆技術(shù) （克隆人體器官用于醫(yī)療，但也會(huì)挑戰(zhàn)人類倫理道德）、 核技術(shù) （發(fā)電，但也會(huì)用于戰(zhàn)爭(zhēng)）、 空間技術(shù) （科學(xué)實(shí)驗(yàn)，衛(wèi)星通訊。 技術(shù)側(cè)重改造和利用自然（技術(shù)是解決“怎么辦”），科學(xué)促進(jìn)了技術(shù)的發(fā)展，技術(shù)推動(dòng)了科學(xué)的進(jìn)步。技術(shù)革新一般是在原有技術(shù)的基礎(chǔ)上的變革和改進(jìn)，技術(shù)發(fā)明則是一項(xiàng)新技術(shù)的產(chǎn)生。 ⑶ 技術(shù)的發(fā)展給自然環(huán)境帶來(lái)了問(wèn)題，但也給解決這些問(wèn)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(zhǎng)身體器官，拓展活動(dòng)空間，提高勞動(dòng)效率，增強(qiáng)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(shù)。 ⑹人類需要交往、保持聯(lián)系 —— 通訊 、郵電 技術(shù)。 是推動(dòng)社會(huì)發(fā)展和文明進(jìn)步的主要?jiǎng)恿χ弧? 技術(shù)與自然的關(guān)系 ⑴ 利用技術(shù)，人類可以 利用 自然 和 改造自然。 技術(shù)的創(chuàng)新性 第 2 頁(yè)共 27 頁(yè) 創(chuàng)新是技術(shù)發(fā)展的核心。 ⑵、技術(shù)與科學(xué)的區(qū)別與聯(lián)系 科學(xué)是對(duì)各種事實(shí)和現(xiàn)象進(jìn)行觀察、分類、歸納、演繹、分析、推理、計(jì)算和實(shí)驗(yàn)，從而發(fā)現(xiàn)規(guī)律，并予以驗(yàn)證和公式化的知識(shí)體系。 技術(shù)的兩面性 任何事物客觀上都有兩面性，技術(shù)也不例外。 狹義的知識(shí)產(chǎn)權(quán)包括著作權(quán)、專利權(quán)、商標(biāo)權(quán)三部分。 如：書(shū)寫(xiě)工具的發(fā)展、電動(dòng)剃須刀的發(fā)展。 發(fā)展的技術(shù)不斷豐富著人們的設(shè)計(jì)思維，它促使人們不斷考慮如何應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝來(lái)改進(jìn)現(xiàn)有的產(chǎn)品，如何有機(jī)地結(jié)合各種技術(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品等問(wèn)題。當(dāng)我們使用這些物品時(shí)，物品就與人產(chǎn)生了一種相互關(guān)系。如： “科學(xué)管理之父” 美國(guó)人泰勒 “鐵鍬作業(yè)試驗(yàn)”。 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(dòng)過(guò)程就是人與產(chǎn)品之間信息傳遞的過(guò)程 ， 即人機(jī)之間 運(yùn)用信息語(yǔ)言交流的過(guò)程。 如：阿什塔比拉河橋的垮塌、青梅 素皮試試驗(yàn) （ 3） 分類： 可以根據(jù)應(yīng)用的范圍不同進(jìn)行分類， 如農(nóng)業(yè)試驗(yàn)、工業(yè)試驗(yàn)、國(guó)防試驗(yàn)、科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)等； 還可以根據(jù)目的的不同進(jìn)行分類， 如性能試驗(yàn)、優(yōu)化試驗(yàn)、預(yù)測(cè)試驗(yàn)、信息試驗(yàn)等。如：計(jì)算機(jī)虛擬 火星探測(cè)器模擬登陸動(dòng)畫(huà)等。 技術(shù)試驗(yàn) 報(bào)告的 寫(xiě)作順序 ： 試驗(yàn)?zāi)康?、試?yàn)準(zhǔn)備 、 試驗(yàn)步驟 、 試驗(yàn)記錄、試驗(yàn)總結(jié) 技術(shù)試驗(yàn)在設(shè)計(jì)中的作用 通過(guò)試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、深化認(rèn)識(shí)、推動(dòng)技術(shù)設(shè)計(jì)的發(fā)展。 （ 2）任何設(shè)計(jì)方案都有改進(jìn)的可能性，好方案決不會(huì)僅有一個(gè)。 制作模型或原型 完成方案篩選后，我們就要開(kāi)始制作模型或者原形了。這種評(píng)估，在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要反復(fù)進(jìn)行。因此，我們不能將設(shè)計(jì)的過(guò)程簡(jiǎn)單化、模式化，而應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)的需要進(jìn)行靈活安排。要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，除了了要最大限度地發(fā)揮人的智慧外，還應(yīng)注意利用最新的技術(shù)成果和現(xiàn)代的設(shè)計(jì)理論和方法。 產(chǎn)品設(shè)計(jì)必須從消費(fèi)者的利益出發(fā)，合理使用優(yōu)質(zhì)價(jià)廉、能優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量的原材料，并在明確目標(biāo)市場(chǎng)、控制生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品附加值等基礎(chǔ)上改進(jìn)與完 善產(chǎn)品設(shè)計(jì)，為企業(yè)的生存與發(fā)展服務(wù)。產(chǎn)品的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)制造低級(jí)趣味的產(chǎn)品，生產(chǎn)假冒偽劣產(chǎn)品，甚至用報(bào)廢、有毒材料制造食品、藥品等關(guān)系到人們身體健康的產(chǎn)品。樹(shù)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(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)遵守的原則，而且是產(chǎn)品設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的責(zé)任。它對(duì)設(shè)計(jì)者樹(shù)立質(zhì)量管理意識(shí)、強(qiáng)化質(zhì)量管理、高質(zhì)量完成設(shè)計(jì)任務(wù)有重要作用，同時(shí)也有助于設(shè)計(jì)中的信息交流和工作反思。由于設(shè)計(jì)的目標(biāo)和內(nèi)容不同，設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)也就不同，有時(shí)可以有所側(cè)重。 在實(shí)際評(píng)價(jià)中，這兩個(gè)方面也可以結(jié)合起來(lái)。具體方式的選用可根據(jù)不同的場(chǎng)合、不同的目的、不同的要求，不同的對(duì)象等因素進(jìn)行選擇。 第三種：基于一定的目的 由設(shè)計(jì)者自己主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并試圖解決它。其中，詢問(wèn)法包括直接詢問(wèn)法、間接詢問(wèn)法 、集體詢問(wèn)法、家庭走訪詢問(wèn)法、個(gè)別詢問(wèn)法。這樣，既 第 9 頁(yè)共 27 頁(yè) 可以深化對(duì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步明確問(wèn)題的內(nèi)容和價(jià)值，又可以為分析問(wèn) 題解決的條件及實(shí)現(xiàn)的可行性、提出設(shè)計(jì)要求奠定的基礎(chǔ)。 根據(jù)需要，時(shí)間進(jìn)度計(jì)劃表還可以用 設(shè)計(jì)計(jì)劃書(shū) 的形式來(lái)表達(dá)。 方案的構(gòu)思的方法 ： （ 1）草圖法 草圖不僅能將一些想法明確地表達(dá)出來(lái)，而且可以隨意修改。 對(duì)方案進(jìn)行比 較和權(quán)衡的過(guò)