【正文】 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。系統(tǒng)分析的目標：發(fā)揮系統(tǒng)的功能，實現系統(tǒng)的目標。系統(tǒng)分析采用的方法：運用科學的方法對系統(tǒng)加以周詳的考察、分析、比較、試驗。系統(tǒng)分析產生的結果：擬訂一套有效的處理步驟和程序，或對原系統(tǒng)提出改進方案。例：王選漢字激光照排系統(tǒng)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（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學工具進行定量分析，使決策的過程和結果更具用說服力。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，并且是不可人為調節(jié)的。影響因素：是指對系統(tǒng)的目標產生顯著影響，并且可以人為調節(jié)的因素。例：農作物種植系統(tǒng)的優(yōu)化——農業(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、沖突問題，注重各部分的橫向、縱向聯系。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、控制的手段與應用一、二、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。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：生產中往往需要對溫度、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概念：控制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產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?；窘M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，將輸出量通過適當的檢測裝置，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的檢測裝置，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：由于干擾因素的存在，系統(tǒng)的被控量偏離給定值時；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；控制器根據比較得到的偏差信號進行調節(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)內部結構及其功能的方法，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，得知人腦內部結構的細節(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)一般結構簡單，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，結構相對復雜，構成控制系統(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、又經濟、易于實現？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。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生矛盾，需要結合具體問題全面解決或有所側重地解