高中通用技術(shù)(知識(shí)點(diǎn)與設(shè)計(jì)方案(編輯修改稿)
2025-05-31 22:09 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 系統(tǒng)優(yōu)化的目的：系統(tǒng)的優(yōu)化是指在給定的條件（或約束條件）下，根據(jù)系統(tǒng)的優(yōu)化目標(biāo)，采取一定的手段和方法，使系統(tǒng)的目標(biāo)值達(dá)到最大化（或最小化）。最小的成本——最大的利潤(rùn)；最短的工期——更多的工程量；最少的能耗——更多的產(chǎn)品；單位面積土地——更高的農(nóng)業(yè)產(chǎn)量。（案例：農(nóng)業(yè)間作套種，家具利潤(rùn)問(wèn)題等）優(yōu)化目標(biāo)；目標(biāo)函數(shù)；約束條件（不能人為調(diào)節(jié)）；影響因素（可以人為調(diào)節(jié)）。系統(tǒng)優(yōu)化的方法：數(shù)學(xué)模型——最優(yōu)解； 科學(xué)估算、試驗(yàn)——滿意解。 結(jié)合案例，分析系統(tǒng)優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)。四、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的、方法與過(guò)程：系統(tǒng)設(shè)計(jì)是對(duì)各種各樣的系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)查分析、籌劃研究、評(píng)價(jià)實(shí)施、運(yùn)行改善等，直到完成一個(gè)能協(xié)調(diào)工作的實(shí)際系統(tǒng)的過(guò)程。系統(tǒng)設(shè)計(jì)要考慮其目的與要求（以系統(tǒng)的整體功能的最優(yōu)為目的）、系統(tǒng)各部分之間的相互聯(lián)系與相互作用、對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化（整體優(yōu)化，統(tǒng)籌兼顧）等問(wèn)題。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟：系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟包括：將系統(tǒng)分解為若干子系統(tǒng)；確定各子系統(tǒng)的目標(biāo)、功能及其相互關(guān)系；對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行總體技術(shù)設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)等。簡(jiǎn)單系統(tǒng)的設(shè)計(jì)： 了解系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)解決的主要問(wèn)題和基本的設(shè)計(jì)過(guò)程，寫出系統(tǒng)設(shè)計(jì)或系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的書面方案，包括必要的設(shè)計(jì)草圖以及量化數(shù)據(jù)。（案例：手電筒照明供電部分的設(shè)計(jì)）。控制與設(shè)計(jì)一、控制的手段與應(yīng)用⑴控制的含義：案例分析：大禹治水P96 人們按照自己的意愿或目的，通過(guò)一定的手段，使事物向期望的目標(biāo)發(fā)展，這就是控制。理解任何控制現(xiàn)象，都要明確控制的對(duì)象是什么，控制要達(dá)到什么目的和采取什么控制手段。例如：人力三輪車轉(zhuǎn)彎過(guò)程中的方向控制問(wèn)題，其控制的對(duì)象就是人力三輪車，控制的目的是為了改變?nèi)嗆囆旭偟姆较?，控制的手段是騎車人通過(guò)雙手轉(zhuǎn)動(dòng)車把，改變前輪的方向并帶動(dòng)后輪。⑵控制的手段：控制的實(shí)現(xiàn)需要通過(guò)一定的手段。從控制過(guò)程中人工干預(yù)的情形來(lái)分，控制有人工控制和自動(dòng)控制。人工控制是在人的直接干預(yù)和全程干預(yù)下進(jìn)行的。人工控制又稱手動(dòng)控制。自動(dòng)控制是指在無(wú)人直接參與的情況下，使事物的變化準(zhǔn)確地按照期望的方向進(jìn)行。按執(zhí)行部件的不同，控制可分為機(jī)械控制、氣動(dòng)控制、液壓控制、電子控制等。有時(shí)，控制手段又可以綜合的。案例分析：從手搖扇到空調(diào)器P98控制應(yīng)用到生活中，提高了人們的生活質(zhì)量，人類能夠在一定程度上按照自己的意愿改變周圍的環(huán)境，使之滿足人們的需要。生產(chǎn)中往往需要對(duì)溫度、濕度、壓力、速度及加工動(dòng)作等進(jìn)行控制，控制在生產(chǎn)中得到了極為廣泛的應(yīng)用?？刂圃谲娛?、國(guó)防等領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用。閱讀：控制論P(yáng)101二、控制系統(tǒng)的工作過(guò)程與方式案例分析：自行車行駛的速度控制的實(shí)現(xiàn)P102 案例分析：電風(fēng)扇的風(fēng)速控制的實(shí)現(xiàn)P102 任何一種控制的實(shí)現(xiàn)，都要通過(guò)若干個(gè)環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)，我們稱之為控制系統(tǒng)。一般的控制過(guò)程都有一個(gè)輸入和一個(gè)輸出，控制系統(tǒng)的輸入輸出之間有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系?？刂葡到y(tǒng)一般分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)的輸出量不對(duì)系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響，這種控制系統(tǒng)為開環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)在日常生活中用途很廣。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)、公園的音樂噴泉自動(dòng)控制系統(tǒng)等。案例分析：自動(dòng)門的控制系統(tǒng)P103在控制系統(tǒng)中，為了分析的方便，常采用方框來(lái)表示系統(tǒng)的環(huán)節(jié)，用單向信號(hào)線來(lái)表示系統(tǒng)信號(hào)傳遞的方向，這種圖稱為控制系統(tǒng)的方框圖，它表示了系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)在系統(tǒng)中的位置、功能和相互之間的關(guān)系。對(duì)于開環(huán)控制系統(tǒng)，通?？梢杂孟旅娴姆娇驁D來(lái)描述： 輸入量即控制系統(tǒng)的給定量，如游泳池進(jìn)水的設(shè)定時(shí)間；輸出量（被控量）即控制系統(tǒng)所要控制的量，也是控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)，如游泳池的水位；被控對(duì)象即控制系統(tǒng)中所要求的裝置或生產(chǎn)過(guò)程，如游泳池；執(zhí)行器即直接對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的裝置或元件，如進(jìn)水閥門；控制器即對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理并發(fā)出控制命令的裝置或元件，如控制電路；控制量即執(zhí)行器的輸出信號(hào)，如流過(guò)閥門的水量。案例分析：水泵抽水控制系統(tǒng)P104系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對(duì)控制過(guò)程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。簡(jiǎn)單閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖如下： 檢測(cè)裝置測(cè)量出被控量并返回到系統(tǒng)的輸入端； 是比較器，它將給定量與所檢測(cè)的被控量進(jìn)行比較，求出偏差值；控制器將這一偏差值進(jìn)行運(yùn)算處理，并向執(zhí)行器下達(dá)控制指令；執(zhí)行器根據(jù)指令對(duì)被控
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