【導讀】它具有保護人、解放人和。［解放人］［發(fā)展人］。是推動社會發(fā)展和文明進步的主要動力之一。不能忽視技術或產(chǎn)品對環(huán)境可能造成的負面影響。B超技術可以用于醫(yī)療，但也有人進行胎兒鑒別）。論，并予以驗證和公式化的知識體系。譽而依法享有的權(quán)利。技術設計側(cè)重于功能、結(jié)構(gòu)、材料、工藝等，這種相互的關系就稱為人機關系?！皺C”是指計算機、機器、工具、儀。①高效人機協(xié)調(diào)，提供人的工作效率。④信息的交互（例：電話機的無液晶屏顯示、有液晶屏顯示、可以視屏通話。計進行綜合性的整體試驗，可以為設計的評價提供準確、客觀的數(shù)據(jù)。

　　

【正文】 界環(huán)境進行物質(zhì)的能量的和信息的交換，系統(tǒng)必須適應外部環(huán)境的變化。例：“春捂秋凍”、電冰箱不能緊貼墻放置 二、系統(tǒng)的分析 系統(tǒng)分析及其一般步驟： c （ 1）什么是系統(tǒng)分析？ 系統(tǒng)分析一般是從系統(tǒng)的整體功能出發(fā)，全面地思考與解決問題。 ○1 系統(tǒng)分析的目標：發(fā)揮系統(tǒng)的功能，實現(xiàn)系統(tǒng)的目標。 ○2 系統(tǒng)分析采用的方法：運用科學的方法對系統(tǒng)加以周詳?shù)目疾?、分析、比較、試驗。 ○3 系統(tǒng)分析產(chǎn)生的結(jié)果：擬訂一套有效 的處理步驟和程序，或?qū)υ到y(tǒng)提出改進方案。 例：王選漢字激光照排系統(tǒng) （ 2）系統(tǒng)分析的一般步驟？ 系統(tǒng)分析的主要原則： a （ 1）整體性原則 ； 系統(tǒng)分析首先要著眼于子系統(tǒng)整體，要先分析整體，再分析部分；先看全局，后看局部；先看全過程，再看某一階段；先看長遠，再看當前。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(jié)果更具用說服力。例：種稻“三三進九不如二五一十” （ 3）綜合性原則 ： 系統(tǒng)分析時還要注重綜合性原則，要綜合分析，統(tǒng)籌兼顧，不可顧此失彼，因小失大。例：孝襄高速公路、都江堰水利工程、埃及阿斯旺水壩 系統(tǒng)的優(yōu)化： c—— 在給定的條件（或約束條件）下，根據(jù)系統(tǒng)的優(yōu)化目標，采取一定的手段和方法，使系統(tǒng)的目標值達到最大化（或最小化）。 約束條件：對系統(tǒng)起限制作用的，并且是不可人為調(diào)節(jié)的。 影響因素：是指對系統(tǒng)的目標產(chǎn)生顯著影響，并且可以人為調(diào)節(jié)的因素。 例：農(nóng)作物種植系統(tǒng)的優(yōu)化 —— 農(nóng)業(yè)間作套種、利潤問題 三、系統(tǒng)的設計 ： —— 系統(tǒng)設計是在系統(tǒng)分析的基礎上，設計出滿足預定目標的系統(tǒng)的過 程。它包含對某個系統(tǒng)進行技術設計，同時需要運用系統(tǒng)的思想和方法對其設計過程進行分析、設計。 （一）系統(tǒng)設計應考慮的主要問題： c 系統(tǒng)設計的目的與要求 ： 要從整體出發(fā)，以系統(tǒng)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 ： 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。 系統(tǒng)設計方案的優(yōu)化 ： 先從整體考慮優(yōu)化，統(tǒng)籌兼顧，再在此基礎上完善各部分的設計。 （二）簡單系統(tǒng)的設計： c： 舉例：手電筒照明供電部分的設計。 第四單元 控制與設計 一、控制的手段與應用 控制的含義： b 人們按照自己的意愿或 目的 ，通過一定的 手段 ，使 事物 向期望的目標發(fā)展，這就是控制。 控制的手段： a 控制的應用： b （ 1）生活：控制應用到生活中，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。（ 2）生產(chǎn)：生產(chǎn)中往往需要對溫度、濕度、壓力、速度及加工動作等進行控制，控制在生產(chǎn)中得到了極為廣泛的應用。（ 3）軍事國防：控制在軍事、國防等領域也有著廣泛的應用。 二、控制系統(tǒng)的工作過程與方式 簡單開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程： c 明確問題 , 設立目標 收集資料 , 制定方案 分析計算 , 評價比較 檢驗核實 , 作出決策 按人工干預來分：人工控制、自動控制 按執(zhí)行部件來分：機械控制、 氣動控制、液壓控制、電子控制 8 概念： 控制系統(tǒng)的輸出量 不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響 的 控制系統(tǒng)。 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(diào)光臺燈控制系統(tǒng) 等。 特征： 系統(tǒng)的輸出量僅受輸入量控制，輸入量到輸出量之間的信號是 單向傳遞 。 方框圖： 輸入量：控制系統(tǒng)的給定量。 控制器：對輸入信號進行處理并發(fā)出控制命令的裝置或元件。執(zhí)行器：直接對被控對象進行控制的裝置或元件 控制量：執(zhí)行器的輸出信號。被控對象：控制系統(tǒng)中所要控制的裝置或生產(chǎn)過程 。 輸出量：控制系統(tǒng)所要控制的量。 閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成： b概念： 系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對控制過程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)。 例：供水水箱的水位自動控制系統(tǒng)、加熱爐的溫度自動控制系統(tǒng)、花房溫度控制系統(tǒng)、投籃 、 家用電飯鍋保溫控制系統(tǒng)、家用電冰箱溫度控制系統(tǒng) 等。 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 。 閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖： c 控制器和執(zhí)行器的作用： c 控制器： 對輸入信號 （偏差值） 進行 運算 處理 ， 并發(fā)出控制命令 。 執(zhí)行器：根據(jù)指令對被控對象直接控制。 三、閉環(huán)控制系統(tǒng) 的干擾與反饋 干擾因素： c 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。 有的干擾因素是環(huán)境造成的，如影響自行車行駛速度的變化的自然風等；有的干擾因素是人為原因所致，如影響飛機導航信號的手機信號等。 反饋的含義： b 控制系統(tǒng)中，將輸出量通過適當?shù)臋z測裝置 ， 返回到輸入并與輸入量進行比較的過程，就是 反饋 。例：投籃、自動電水壺 反饋環(huán)節(jié)的作用： a 通過將輸出量通過適當?shù)臋z測裝置，返回到輸入并與輸入量進行比較，從而減少輸出量的偏差，穩(wěn)定輸出量。 閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程 ： a （ 1） 閉環(huán)控制系統(tǒng)的核心是通過反饋來減少被控制量（輸出量）的偏差。 （ 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(diào)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。 例：供水水箱的水位自動控制系統(tǒng)、加熱爐的溫度自動控制系統(tǒng) 功能模擬方法： a 以功能和行為的相似性 為基礎，用“模型”模擬“原型”的功能和行為的方法 ，就是功能模擬方法。 黑箱方法： a 把將要研究的系統(tǒng)作為黑箱，通過對系統(tǒng)輸入與輸出關系的研究，進而推斷出系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其功能的方法，就是黑箱方法。例 ： 通過輸入圖像、電或聲音信號，觀測、分析腦電波的輸出反應，研究人腦對視覺或聽覺信息的傳遞、變換和處理功能，得知人腦內(nèi)部結(jié)構(gòu)的細節(jié)，就是黑箱方法的運用。 開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的比較 ： 開環(huán)控制系統(tǒng)一般結(jié)構(gòu)簡單，適用于控制精度要求不高而系統(tǒng)本身的元件又比較穩(wěn)定的場合。 閉環(huán)控制系統(tǒng)設計比較麻煩，結(jié)構(gòu)相對復雜 ，構(gòu)成控制系統(tǒng)的成本較高。閉環(huán)控制系統(tǒng)是自動控制中廣泛采用的一種方式，用于要求高精度和高可靠性的場合。 四、控制系統(tǒng)的設計與實施 P118 c 控制系統(tǒng)設計的一般思路 ： 系統(tǒng)要達到的目標？控制的對象？被控對象的特性？被控量和控制量？外界的主要干擾因素？怎樣的方案既達到目的、又經(jīng)濟、易于實現(xiàn)？設備和元件？ 開環(huán)控制系統(tǒng)的設計 (書本 P119 案例分析：電吹風控制系統(tǒng)的設計 )開環(huán)控制系統(tǒng)的設計相對比較簡單，在明確設計要求，明確被控對象、被控量和控制量后，即可考慮具體控制系統(tǒng)的方案。 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。 第二 、 控制系統(tǒng)的控制精度必須符合要求，即系統(tǒng)的輸出量與給定值之差應控制在允許的范圍之內(nèi)。 第三 、 閉環(huán)控制系統(tǒng)應有較好的抗干擾性能。 在進行閉環(huán)控制系統(tǒng)的設計時，幾項控制要求之間往往會產(chǎn)生矛盾，需要結(jié)合具體問題全面解決或有所側(cè)重地解決。