【正文】 例如：普通電風(fēng)扇控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，被控對(duì)象是電風(fēng)扇，被控量是電風(fēng)扇輸出的風(fēng)速，控制量是電機(jī)的轉(zhuǎn)速；若是具有定時(shí)功能的電風(fēng)扇控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，則需在開關(guān)環(huán)節(jié)加一個(gè)定時(shí)器。 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，還包括畫出必要的設(shè)計(jì)圖紙（控制電路設(shè)計(jì)或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）和實(shí)施圖紙、撰寫說(shuō)明書等。 設(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)，是選擇開環(huán)控制還是閉環(huán)控制，應(yīng)根據(jù)對(duì)控制精度的要求以及條件的可行性而定。 例如，通過輸入圖像、電或聲音信號(hào)，觀測(cè)、分析腦電波的輸出反應(yīng)，研究人腦對(duì)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(xì)節(jié)，就是黑箱方法的運(yùn)用。 ： 把將要研究的系統(tǒng)作為黑箱，通過對(duì)系統(tǒng)輸入與輸出關(guān)系的研究，進(jìn)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。自動(dòng)控制系統(tǒng)不一定是閉環(huán)控制系統(tǒng)。用于要求高精度和高可靠性的場(chǎng)合。 案例分析：供水水箱的水位自動(dòng)控制系統(tǒng) P112 案例分析：加熱爐的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng) P113 （ 3）閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)的比較 開環(huán)控制系統(tǒng)一般結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 控制精度相對(duì)較低， 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(chǎng)合。 閉環(huán)控制系統(tǒng)的 核心 是 通過反饋來(lái)減少被控制量（輸出量）的偏差 。 如普通電水壺將水加熱至沸騰時(shí)，需要人工關(guān)閉電源，而自動(dòng)電水壺具有擋水沸騰時(shí)自動(dòng)切斷電源的功能，終究是運(yùn)用反饋方法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的結(jié)果。 （ 1）什么是反饋 控制系統(tǒng)中，將輸出量通過適當(dāng)?shù)臋z測(cè)裝置返回到輸入并與輸入量進(jìn)行比較的過程，就 是反饋。而在 有些情況 下卻 可以利用干擾因素實(shí)現(xiàn)某種目的。 ③處理： 控制系統(tǒng)在工作中必須克服干擾，使被控量穩(wěn)定。 ①來(lái)源： 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(fēng)等；有的干擾因素是人為原因所致，如影響飛機(jī)導(dǎo)航信號(hào)的手機(jī)信號(hào)等。 與開環(huán)控制系統(tǒng)相比，閉環(huán)控制系統(tǒng)多了一個(gè) 由檢測(cè)裝置組成的環(huán)節(jié) 。 閉環(huán)控制系統(tǒng)的核心是通過反饋來(lái)減少被控制量（輸出量）的偏差 。 案例分析： 水泵抽水控制系統(tǒng) P104 汽車自動(dòng)門 賓館自動(dòng)叫醒服務(wù) 縫紉機(jī)的工作 走道路燈的聲光控制系統(tǒng) 紅綠燈控制系統(tǒng) 系統(tǒng)的 輸出量返回到輸入端并對(duì)控制過程產(chǎn)生影響 的控制系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。 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。 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 控制系統(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)。 一般的控制過程都有一個(gè)輸入和一個(gè)輸出，控制系統(tǒng)的輸 出與 輸 入 之間有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 ③ 控制在軍事、國(guó)防等領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用。 （ 空調(diào)對(duì)房間溫度的控制使房間溫度適宜、自動(dòng)取款機(jī)縮短取款時(shí)間、自動(dòng)水龍頭等） ② 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。 控 制 的 應(yīng)用 自古就有，并在近代得到了迅速發(fā)展，它涉及到社會(huì)生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域。 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。人工控制又稱手動(dòng)控制。 P98 從控制過程中人工干預(yù)的情形來(lái)分，控制有 人工控制和自動(dòng)控制 。 例如：人力三輪車轉(zhuǎn)彎過程中的方向控 制問題，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雙手轉(zhuǎn)動(dòng)車把，改變前輪的方向并帶動(dòng)后輪。 案例分析：大禹治水 P96 ⑵ 控制 ：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(biāo)發(fā)展，這就是控制。 （案例 分析 ：手電筒照明供電部分的設(shè)計(jì) P87 室內(nèi)住宅電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) P89）。 ③系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化：首先從系統(tǒng)整體考慮優(yōu)化，統(tǒng)籌兼顧，再在此基礎(chǔ)上完善各部分的設(shè)計(jì)。 ②系統(tǒng)各部分之間的相互聯(lián)系與相互作用： 運(yùn)用系統(tǒng)的思想綜合考慮各部分之間的關(guān)聯(lián)、沖突問題。 1）系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要問題： ①系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的與要求： 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要從整體出發(fā)，以系統(tǒng)整體 功能的最優(yōu)為目的。 結(jié)合案例，分析系統(tǒng)優(yōu)化的實(shí)現(xiàn) 。 系統(tǒng)最優(yōu)化方法： 使系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)的目標(biāo)而提出的求解方法。（案例： 農(nóng)業(yè)間作套種，家具利潤(rùn)問題等） 影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素： 指對(duì)系統(tǒng)的目標(biāo)函數(shù)產(chǎn)生顯著影響，并且可以認(rèn)為調(diào)節(jié)的因素。 ： 第 21 頁(yè)共 27 頁(yè) 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）。 系統(tǒng) 分析的一般步驟： ①明確問題，設(shè)立目標(biāo)；②收集資料，制定方案；③分析計(jì)算，評(píng)價(jià)比較；④檢驗(yàn)核實(shí)，作出決策。 系統(tǒng)分析的顯著特點(diǎn)是完整而不是零星地處理問題，考慮各種主要變化因素及其相互的影響，全面地思考和解決問題。 （ 5）環(huán)境適應(yīng)性：系統(tǒng)只有具有對(duì)環(huán)境的適 應(yīng)能力，才能保持和恢復(fù)系統(tǒng)原有的特性。 鐘表系統(tǒng)的目的性 （ 4）動(dòng)態(tài)性：任何系統(tǒng)都是一個(gè)動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)，處在運(yùn)動(dòng)變化和發(fā)展之中。 對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，目標(biāo)有多個(gè)，往往用一個(gè)指標(biāo)體系來(lái)描述系統(tǒng)的目標(biāo)。 （請(qǐng)掌握 P68 頁(yè)的表格與巴爾扎克的塑像分析、木桶理論） （ 2）相關(guān)性：是指組成系統(tǒng)的各要素之間或系統(tǒng)整體與部分之間的相互作用、相互聯(lián)系。系統(tǒng)的任何一個(gè)要素（部分）發(fā)生變化或出現(xiàn)故障時(shí)，都會(huì)影響其他要素（部分）或整體的功能的發(fā)揮。 （ 1）整體性：是系統(tǒng)最基本的特性，也是觀察和分析系統(tǒng)最基本的思想和方法。 系統(tǒng)的類型： （ 1）自然系統(tǒng)和人造系統(tǒng)；（ 2）實(shí)體系統(tǒng)和抽象系統(tǒng) 。 案例分析： P64 自行車由車架、車把、鞍座、前叉、腳蹬、鏈輪、鏈條、車輪（輪 胎、輻條、車圈、氣門）、車閘、等主要部件組成。比如對(duì)洗滌原理的了解，就會(huì)在流程中安排兩次漂洗； ⑶ 人員技術(shù)水平的提高。 流 程優(yōu)化的條件： ⑴ 外部條件：設(shè)備和工藝水平的提高或完善。 流程優(yōu)化的內(nèi)容 ： 工期優(yōu)化、工藝優(yōu)化、成本優(yōu)化、技術(shù)優(yōu)化、質(zhì)量?jī)?yōu)化等。 對(duì)流程的改進(jìn)過程，稱為流程的優(yōu)化。 流程設(shè)計(jì)的步驟： ①確定 目標(biāo) ， 明確任務(wù) ② 分析 基本 因素 ③明確 主要事項(xiàng) （步驟）④確定 時(shí)序 ，劃分 環(huán)節(jié) ⑤ 畫出流程圖 ⑥修改方案 設(shè)計(jì)流程時(shí)，不但要懂技術(shù)，還要熟知工 廠的設(shè)備情況、工人的技術(shù)水平、生產(chǎn)組織流程、質(zhì)量管理流程等。 2） 流程設(shè)計(jì) 應(yīng)考慮 的基本因素： 生產(chǎn)活動(dòng)中的流程設(shè)計(jì)的基本因素主要有 材料、工藝、設(shè)備、人員、資金和環(huán)境 等。 ⑹ 提高經(jīng)濟(jì)效益。 ⑷ 節(jié)省資源。⑵ 提高質(zhì)量。⑵提高工 作效率 。 二、流程的設(shè)計(jì)： 流程設(shè)計(jì) 應(yīng)考慮 的基本因素： 1） 流程設(shè)計(jì)的 目標(biāo) ： P50 設(shè)計(jì)一個(gè)流程首先應(yīng)明確流程要實(shí)現(xiàn)的具體目標(biāo)。 簡(jiǎn)單流程圖的識(shí)讀： 識(shí)讀流程圖的要點(diǎn) ：⑴ 找流程的環(huán)節(jié)，明確每個(gè)環(huán)節(jié)的功能和作用； ⑵ 弄清流程中時(shí)序的體現(xiàn)與特征；⑶ 流程是技術(shù)的核心概念之一。上一道工序完成之后才能進(jìn)入下一道工序 —— 串行。 ②生產(chǎn)與流程： 運(yùn)用科學(xué)合理的流程可以有效地組織生產(chǎn)、提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量、保證安全生產(chǎn)、保護(hù)環(huán)境等。 流程圖的序號(hào)或方框反映了環(huán)節(jié)、工序的具體情況。 流程的表達(dá)： 流程圖 流程圖有文字表達(dá)、表格表達(dá)、圖示表達(dá)等方式，有些場(chǎng)合還可用模型表達(dá)、動(dòng)畫演示等。 可以把流程理解為為了一定的目的去做事情的順序。 如：切種、布種、掩種環(huán)節(jié) 一般的說(shuō)，在某項(xiàng)生產(chǎn)或某個(gè) 活 動(dòng)中，環(huán)節(jié)是不可缺少的。 環(huán)節(jié)是一個(gè)相對(duì)的概念，依據(jù)問題性質(zhì)的不同和不同人的理解，環(huán)節(jié)的劃分可能會(huì)有所不同。 時(shí)序體現(xiàn)了具體活動(dòng)內(nèi)容的先后關(guān)系，在這種先后關(guān)系中，有些步驟之間的時(shí)序是不可顛倒的，有些步驟之間的時(shí)序是可 以顛倒的。 （ 2）文化的角度主要有： ① 文化寓意與傳達(dá)， ② 公眾認(rèn)可的美學(xué)原則， ③ 反映的時(shí)代、民族、習(xí)俗方面的特征， ④ 結(jié)構(gòu)的個(gè)性特征等。 （簡(jiǎn)單回答： 符合設(shè)計(jì)對(duì)象的穩(wěn)定性，強(qiáng)度，安全性，美觀性，個(gè)性化，使用壽命，成本等 P25） 簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)案例要求 （參考： P26）： 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程與方法： ①設(shè)計(jì)項(xiàng)目 ②設(shè)計(jì)要求 ③設(shè)計(jì)分析 ④設(shè)計(jì)方案 ⑤呈現(xiàn)草圖 如：設(shè)計(jì)相框 、 垃圾桶 、 鞋柜 、 衣架、筆桶等（參考活動(dòng)手冊(cè)） 四、經(jīng)典結(jié)構(gòu)的欣賞 P30 賞析結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)作品 ,可從技術(shù)與文化兩個(gè)角度進(jìn)行。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要因素有： ① 符合使用者對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象的 穩(wěn)定性 和強(qiáng)度要求 ， ② 安全因素 ， ③ 公眾和使用者的 審美需求 ， ④ 使用者的 個(gè)性化需要 ， ⑤ 對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象的 成本控制 要求和一定的 使用壽命 等。具體有榫接、膠接、焊接等，如固定鐵床架的連接 ： 結(jié)構(gòu)的 改變 可能導(dǎo)致功能的變化。 ②常見的 構(gòu)件的橫截面形狀：工字形、十字形、長(zhǎng)方形、 L 形、圓形、 U 形 ③ 結(jié)構(gòu)的連接方式 鉸連接 —— 被連接的構(gòu)件在連接處不能相對(duì)移動(dòng)，但能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 P16 影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素： 結(jié)構(gòu)的形狀、使用的材料、構(gòu)件之間的連接方式等。 不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的應(yīng)用：跨欄、倒置啤酒瓶感知地震等 。 影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素是相互關(guān)聯(lián)的，需要綜合考慮各種因素來(lái)討論結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。 如：高塔的共同特點(diǎn)都是上端小而下端大 。 2)結(jié)構(gòu)的底座 ： 結(jié)構(gòu)與地面接觸所形成的支撐面的大小。 P11 影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素： 重心位置的高低、支撐面的大小、結(jié)構(gòu)的形狀 1)重心位置的高低 ：重心越低 ,穩(wěn)定性越好；重心越高 ,穩(wěn)定性越差。 殼體結(jié)構(gòu) —— 受力特點(diǎn)：外力作用在結(jié)構(gòu)體的表面上。 框架結(jié)構(gòu) —— 受力特點(diǎn)：支撐空間而不充滿空間。 構(gòu)件的基本受力形式 ： 拉力、壓力、剪切力、扭轉(zhuǎn)力和彎曲力。應(yīng)力達(dá)到一定極限值時(shí)，結(jié)構(gòu)就會(huì)遭到破壞。 自然界：天體結(jié)構(gòu)、地球的結(jié)構(gòu)、植物的結(jié)構(gòu)、動(dòng)物的結(jié)構(gòu) ?? 技術(shù)領(lǐng)域：汽車的結(jié)構(gòu)、微機(jī)的結(jié)構(gòu)、電腦主板的結(jié)構(gòu)、數(shù)字控床的結(jié)構(gòu) ?? 社會(huì)領(lǐng)域：教育管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)、文章、詩(shī)歌的結(jié)構(gòu) ?? （二）結(jié)構(gòu)與力 從力學(xué)角度說(shuō)，結(jié)構(gòu)是指可承受一定力的架構(gòu)形態(tài)，它可以抵抗能引起形態(tài)和大小改變的力。 了解服務(wù)信息的渠道： ①說(shuō)明書；②打電話或上網(wǎng)；③其他用戶。 技術(shù)產(chǎn)品 的服務(wù)途徑 故障：產(chǎn)品在工作過程中，因某種原因喪失規(guī)定功能的現(xiàn)象。 對(duì)于產(chǎn)品使用者：應(yīng)在認(rèn)真閱讀產(chǎn)品說(shuō)明書的基礎(chǔ)上 明確產(chǎn)品維護(hù)和保養(yǎng)的要點(diǎn)，熟悉產(chǎn)品維護(hù)的途徑和方法 。為了便于維護(hù)和保養(yǎng)，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意：①使用通用的標(biāo)準(zhǔn)部件；② 為產(chǎn)品配備必需的一般維修工具以方便產(chǎn)品維修；③盡量提供維修者易識(shí)讀的符號(hào)標(biāo)志；④ 產(chǎn)品設(shè)計(jì)上要便于拆裝并確保操作安全。 技術(shù)產(chǎn)品的維護(hù)和保養(yǎng)：是指維護(hù)產(chǎn)品完好技術(shù)狀況或工作能力面進(jìn)行的作業(yè)。 作用： 幫助用戶了解 產(chǎn)品特性，確保用戶正確、安全地使用 、保養(yǎng) 產(chǎn)品 。 第 15 頁(yè)共 27 頁(yè) 第八章 技術(shù)產(chǎn)品的使用和保養(yǎng) 一、產(chǎn)品說(shuō)明書及其編寫 定義： 也稱用戶手冊(cè)，它是一種介紹產(chǎn)品的性能、結(jié)構(gòu)、使用方法、操作方法和保養(yǎng)、維修等方面的知識(shí)的文書。 （ 3）按設(shè)計(jì)圖樣劃線 （ 4）對(duì)材料進(jìn)行割據(jù)、切削等加工 （ 5）裝配 （ 6）對(duì)模型進(jìn)行表面處理 （ 7）對(duì)產(chǎn)品的外觀造型和色彩進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)產(chǎn)品 結(jié)構(gòu)、功能進(jìn)行檢測(cè)和試驗(yàn)，檢驗(yàn)是否符合設(shè)計(jì)要求 （ 8）對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改，做成展示模型。連接方法見 P148 表面處理： 表面刷光，噴涂油漆、鍍層。 二要二不：操作時(shí)要集中注意力；要戴防護(hù)眼睛；不準(zhǔn)帶手套操作；不能直接用手扶持小工件，薄工件。常用的設(shè)備是臺(tái)鉆，鉆頭是麻花鉆。 銼刀 有扁平銼、半圓銼、圓銼、三角銼 等 。 銼削： 為了使工件符合設(shè)計(jì)所要求的形狀、尺寸和粗糙度，往往需要進(jìn)行銼削，銑削和磨削。詳見 P144 鋸割： 手鋸的安裝和握法，起鋸方法和操作要領(lǐng)。一般步驟為：（ 1）劃出基準(zhǔn)（ 2）劃尺寸線（ 3）劃輪廓線（ 4）沖眼。 金屬的加工工藝包括劃線、鋸割、銼削、鉆孔、連接和表面處理。 金屬材料的加工工藝 金屬材料 ： 黑色金屬、有色金屬和特殊金屬材料。 工藝對(duì) 保證產(chǎn)品質(zhì)量 ， 提高生產(chǎn)效率 具有非常重要的 作用 。因目的和功能不同，工藝有很多種，常見的有加工工藝、裝配工藝、檢測(cè)工藝、鑄造、表面處理工藝等。 二、工藝 工藝 是利用工具和設(shè)備對(duì)原材料、半成品進(jìn)行技術(shù)處理，使之成為產(chǎn)品的方法。 展示模型： 展示模型是在結(jié)構(gòu)模型和功能模型的基礎(chǔ)上，采用真實(shí)材料，按照準(zhǔn)確的尺寸，做成的與實(shí)際產(chǎn)品幾乎一致的模型。 結(jié)構(gòu)模型： 用于研究產(chǎn)品造型與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，清晰地表達(dá)產(chǎn)品的機(jī)構(gòu)尺寸和連接方法，并用于進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn) 等。 草模： 用于產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的初期階段，它可以采用立體模型將設(shè)計(jì)構(gòu)思簡(jiǎn)單地表示出來(lái)，供設(shè)計(jì)人員深入探討時(shí)使用。 通過模型可以研究技術(shù)活動(dòng)的規(guī)律和特征。 如果設(shè)計(jì)一旦失敗，損失將十分巨大，所以，設(shè)計(jì)一件復(fù)雜的產(chǎn)品，必須通過模型制作，才能投入生產(chǎn)。 它是一種實(shí)體設(shè)計(jì)語(yǔ)言，為設(shè)計(jì)的表達(dá)和交流提供了一條有效途徑，使設(shè)計(jì)委托者、生產(chǎn)單位和設(shè)計(jì)人員