【正文】 在進(jìn)行閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，幾項(xiàng)控制要求之間往往會(huì) 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。 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(yīng)控制 在允許的范圍之內(nèi)。 四、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施 P118 c 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路 ： 系統(tǒng)要達(dá)到的目標(biāo)？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(dá)到目的、又經(jīng)濟(jì)、易于實(shí)現(xiàn)？設(shè)備和元件？ 開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) (書本 P119 案例分 析：電吹風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ) 開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)相對比較簡單，在明確設(shè)計(jì)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)設(shè)計(jì)比較麻煩，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，構(gòu)成控制系統(tǒng)的成本較高。 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(yīng)，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(xì)節(jié)，就是黑箱方法的運(yùn)用。 例：供水水箱的水位自動(dòng)控制系統(tǒng)、加熱爐的溫度自動(dòng)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(chǔ)，用“模型”模擬“原型”的功能和行為的方法 ，就是功能模擬方法。 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。 反饋的含義： b 控制系統(tǒng)中，將輸出量通過適當(dāng)?shù)臋z測裝置 ， 返回到輸入并與輸入量進(jìn)行比較 的過程，就是 反饋 。 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。 閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖： c 按人工干預(yù)來分：人工控制、自動(dòng)控制 按執(zhí)行部件來分：機(jī)械控制、氣動(dòng)控制、液壓控制、電子控制 第 12 頁 共 13 頁 Q筆記 控制器和執(zhí)行器的作用： c 控制器： 對輸入信號 （偏差值） 進(jìn)行 運(yùn)算 處理 ， 并發(fā)出控制命令 。 例：供水水箱的水位自動(dòng)控制系統(tǒng)、加熱爐的溫度自動(dòng)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。 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。 控制器：對輸入信號進(jìn)行處理并發(fā)出控制命令的裝置或元件。 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 。 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(chǎn)生任何影響 的 控制系 統(tǒng)。 （ 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(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。 第四單元 控制與設(shè)計(jì) 一、控制的手段與應(yīng)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(biāo)發(fā)展，這就是控制。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(chǔ)上完善各部分的設(shè)計(jì)。 （一）系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要問題： c 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的與要求 明確問題 , 設(shè)立目標(biāo) 收集 資料 , 制定方案 分析計(jì)算 , 評價(jià)比較 檢驗(yàn)核實(shí) , 作出決策 第 11 頁 共 13 頁 Q筆記 要從整體出發(fā)，以系統(tǒng)整體功能的最優(yōu)為目的。 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(shè)計(jì) —— 系統(tǒng)設(shè)計(jì)是在系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出滿足預(yù)定目標(biāo)的系統(tǒng)的過程。 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。 例：種稻“三三進(jìn)九不如二五一十” （ 3）綜合性原則 系統(tǒng)分析時(shí)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：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(yuǎn)，再看當(dāng)前。 ○ 2 系統(tǒng)分析采用的方法：運(yùn)用科學(xué)的方法對系統(tǒng)加以周詳?shù)目疾?、分析、比較、試驗(yàn)。 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。 (4)動(dòng)態(tài)性 （更新） ： 物質(zhì)都是不斷變化，因此系統(tǒng)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。 例：巴爾扎克的塑像、“木桶理論”、一招不慎全盤皆輸、棄卒保車、“阿波羅”登月飛船上的零件 (2)相關(guān) 性 （匹配、關(guān)聯(lián)） ： —— 側(cè)重于“部分與部分之間的關(guān)聯(lián)” 構(gòu)成系統(tǒng)的各元素之間是相互聯(lián)系、相互作用、相互依賴、相互影響的關(guān)系，是彼此相第 10 頁 共 13 頁 Q筆記 關(guān)的。 ○ 1 系統(tǒng)是一個(gè)整體，它不是各個(gè)要素（部分）的簡單相加，系統(tǒng)的整體功能是各要素（部分）在孤立狀態(tài)下所沒有的。 系統(tǒng)的基本特性： b (1)整體性 （全局、集合） ： —— 側(cè)重于“部分影響整體”。 （ 2）實(shí)體系統(tǒng)和抽象系統(tǒng) 。 例：自行車的結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)的分類： a （ 1）自然系統(tǒng)和人造系統(tǒng)。 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： b 概念： 系統(tǒng)是由相互聯(lián)系、相互作用、相互以來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。成本優(yōu)化了，也可能使質(zhì)量下降。經(jīng)常會(huì)有這樣的情況發(fā)生：某一個(gè)指標(biāo)得到了優(yōu)化，而使另外的指標(biāo)下降了。 （例： 只有在具備鍛壓設(shè)備時(shí)，才可能將法蘭盤的加工改為少量切削加工 ） ⑶ 人員技術(shù)水平的提高。 流程優(yōu)化的條件： b ⑴ 內(nèi)部條件：對流程內(nèi)在機(jī)理的深入了解。 流程優(yōu)化的內(nèi)容 ： b ○ 1 工期優(yōu)化 ： 例 —— 書本 P55（制作 臺燈的工期優(yōu)化） ○ 2 工藝優(yōu)化 ： 例 —— 書本 P55（法蘭加工工藝優(yōu)化） ○ 3 成本優(yōu)化 ： 例 —— 書本 P56（配送路線安排的成本優(yōu)化） ○ 4 技術(shù)優(yōu)化 ： 例 —— 書本 P57（銀行自動(dòng)取款機(jī)的發(fā)明） ○ 5 質(zhì)量優(yōu)化 ： 例 —— 書本 P58（洗衣流程的優(yōu)化） 注：工期優(yōu)化目的是為了縮短加工時(shí)間。 三、流程的優(yōu)化 流程的優(yōu)化 及目的： b 在設(shè)計(jì)和實(shí)施流程的過程中，經(jīng)常需要進(jìn)行不斷的修改和完善，這種對流程修改的過程，叫做 流程的優(yōu)化 。 例：小鐵錘的 錘頭 加工流程圖：下料→劃線→鋸削→銼削→劃螺孔中心線→鉆孔→攻絲→倒角→淬火→電鍍 。 簡單流程的表達(dá)： c 畫流程設(shè)計(jì)框圖的一般方法： ⑴ 根據(jù)對事物的內(nèi)在屬性和規(guī)律的分析，以及有關(guān)的考慮，將流程的全過程，按每個(gè)階段的功能、作用的不同，分解為若干小過程 ——環(huán)節(jié)，并用方框表示環(huán)節(jié)。 具體的：流程設(shè)計(jì)的基本因素主要有材料、工藝、設(shè)備、人員和資金、環(huán)境等。 不同的流程，產(chǎn)生的效益往往不同， “理解流程就是質(zhì)量 ”、 “流程就是效 益 ”等。