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SURFIN USAYOUR SUBTITLE GOES HERE技术与设计技术与设计2复习知识关键点复习知识关键点第1页Transitional Page第一单元第一单元 结构与设计结构与设计第2页YOUR TOPIC GOES HEREYour subtopic goes here常见结构认识常见结构认识1、结构五种受力形式：、结构五种受力形式：a 拉力、压力、剪切力、弯曲力、扭转力 第3页Your subtopic goes here常见结构认识常见结构认识2、结构分类：、结构分类：b实体结构实体结构（如实心墙、大坝、柱等）框架结构框架结构是指结构体由细长构件组成结构（如铁架塔、建筑用脚手架，厂房框架等）壳体结构壳体结构其受力特点是：把所受力分散在其表面把所受力分散在其表面上上。（如摩托车手头盔、飞机外壳、贝壳等）。（由两种或两种以上基本结构类型组合而成，称为组合结构组合结构，如埃菲尔铁塔等）第4页稳固结构探析稳固结构探析 1、影响结构、影响结构稳定性稳定性主要原因：主要原因：b结构重心位置结构重心位置结构与地面接触所形成支撑面积大小结构与地面接触所形成支撑面积大小结构形状结构形状第5页稳固结构探析稳固结构探析 2、影响结构、影响结构强度强度主要原因：主要原因：c（结构强（结构强度是指结构含有抵抗被外力破坏能力）度是指结构含有抵抗被外力破坏能力）结构使用材料结构形状各构件之间连接方式第6页稳固结构探析稳固结构探析 铰连接铰连接被连接构件在连接外被连接构件在连接外不能相对移动，不能相对移动，但可相对转动但可相对转动。如门与门框连接、松铆、松螺。如门与门框连接、松铆、松螺栓，伞骨间。栓，伞骨间。刚连接刚连接被连接构件在连接处被连接构件在连接处既不能相对移既不能相对移动，也不能相对转动动，也不能相对转动。如榫接（木材）、胶接、。如榫接（木材）、胶接、焊接（金属）。焊接（金属）。第7页稳固结构探析稳固结构探析 3、结构与功效关系：、结构与功效关系：b 结构改变可能造成功效改变。结构改变可能造成功效改变。第8页结构设计结构设计 1、结构设计应考虑主要原因：、结构设计应考虑主要原因：a功效、安全、寿命、成本、美观、强度、稳定性、重量、维修、清洗、使用习惯、人机关系等。第9页结构设计结构设计 2、简单结构设计：、简单结构设计：c 设计项目设计项目设计要求设计要求设计分设计分析析设计方案设计方案展现草图展现草图（如：设计相框、雨伞架、垃圾桶、鞋（如：设计相框、雨伞架、垃圾桶、鞋柜、衣架、笔桶等）柜、衣架、笔桶等）第10页结构观赏结构观赏 经典结构设计观赏与评价：经典结构设计观赏与评价：C C（可从技（可从技术和文化两个角度进行）术和文化两个角度进行）P30P30技术角度：技术角度：使用功效、稳固耐用、造型设计使用功效、稳固耐用、造型设计创意和表现力、材料合理性、工艺精湛程度创意和表现力、材料合理性、工艺精湛程度等。等。文化角度：文化角度：文化寓意与传达，美学标准，反文化寓意与传达，美学标准，反应时代、民族、习俗方面特征，个性特征等。应时代、民族、习俗方面特征，个性特征等。第11页Transitional Page第二单元第二单元 流程与设计流程与设计第12页生活和生产中流程生活和生产中流程1、流程含义：、流程含义：a P41 流程是一项活动或一系列连续有规流程是一项活动或一系列连续有规律事项或行为进行程序。律事项或行为进行程序。第13页生活和生产中流程生活和生产中流程2、流程对生活工作、生产意义：、流程对生活工作、生产意义：b对生活工作对生活工作：P43提升工作和学习效率，使我们提升工作和学习效率，使我们生活变得有序、合理，为我们安全提供保障。生活变得有序、合理，为我们安全提供保障。（例：洗衣、煮饭与烧菜流程安排、碘盐和味精佐（例：洗衣、煮饭与烧菜流程安排、碘盐和味精佐料加放流程、青霉素注射流程等）料加放流程、青霉素注射流程等）对生产对生产：P45利用科学合理流程能够有效地组织生利用科学合理流程能够有效地组织生产、提升生产效率、确保产品质量、确保安全生产、产、提升生产效率、确保产品质量、确保安全生产、保护环境等。（例：自动流水生产线创造、农业庄保护环境等。（例：自动流水生产线创造、农业庄稼种植流程）稼种植流程）第14页生活和生产中流程生活和生产中流程流程中工序作业方式流程中工序作业方式串行和并行串行和并行p461、上一道工序完成之后才能进入下一道、上一道工序完成之后才能进入下一道工序工序串行串行。2、几项工作同时进行、几项工作同时进行并行并行。第15页流程设计流程设计1、流程设计应考虑基本原因：、流程设计应考虑基本原因：c 详细有：详细有：p51 流程设计基本原因主要有流程设计基本原因主要有材料、工艺、设备、人员和资金、环境材料、工艺、设备、人员和资金、环境等。等。第16页流程设计流程设计2、简单简单流程表示：流程表示：c p52画流程画流程设计设计框框图图普通方法：普通方法：依据依据对对事物内在属性和事物内在属性和规规律分析，将流程全律分析，将流程全过过程，分解程，分解为为若干步若干步骤骤，并，并用方框表示步用方框表示步骤骤。按照按照时间时间次序，将各步次序，将各步骤骤依次排开，并用箭依次排开，并用箭头线连头线连接起来。接起来。北京奥运吉祥物北京奥运吉祥物产产生流程生流程图图：策划：策划征集征集评审评审修改修改定稿定稿第17页流程优化流程优化 1、流程优化及目标：、流程优化及目标：b P54 在设计和实施流程过程中，经常需要进在设计和实施流程过程中，经常需要进行不停修改和完善，这种对流程修改过程，叫行不停修改和完善，这种对流程修改过程，叫做流程优化。做流程优化。目标：提升工作效率、质量；降低成本、目标：提升工作效率、质量；降低成本、劳动强度；节约能耗；降低环境污染；确保安劳动强度；节约能耗；降低环境污染；确保安全生产等。全生产等。第18页流程优化流程优化 2、流程优化内容：、流程优化内容：b p54工期优化工期优化（制作台灯工期优化）（制作台灯工期优化）工艺优工艺优化化（法兰加工工艺优化）（法兰加工工艺优化）成本优化成本优化（配送路（配送路线安排成本优化）线安排成本优化）技术优化技术优化（银行自动取款（银行自动取款机创造）机创造）质量优化质量优化（洗衣流程优化）（洗衣流程优化）注：工期优化目标是为了缩短加工时间。主要注：工期优化目标是为了缩短加工时间。主要伎俩是在不改变工艺条件下，将一些步骤串行伎俩是在不改变工艺条件下，将一些步骤串行改为并行。改为并行。第19页流程优化流程优化 3、流程优化条件：、流程优化条件：b p57内部条件：对流程内在机理深入了解。（例：内部条件：对流程内在机理深入了解。（例：对洗涤原理了解，就会在流程中安排两次漂洗）对洗涤原理了解，就会在流程中安排两次漂洗）外部条件：流程优化要建立在外部条件：流程优化要建立在“设备设备”、“材料材料”、“工艺工艺”水平提升基础上。水平提升基础上。（例：只有在具备锻压设备时，才可能将法兰（例：只有在具备锻压设备时，才可能将法兰盘加工改为少许切削加工）盘加工改为少许切削加工）人员技术水平提升。人员技术水平提升。第20页流程优化流程优化 4、流程优化过程所应考虑主要问题：、流程优化过程所应考虑主要问题：c 对一个流程优化，能够是整体全方面优化，对一个流程优化，能够是整体全方面优化，也能够是对某一个指标进行优化。经常会有这也能够是对某一个指标进行优化。经常会有这么情况发生：某一个指标得到了优化，而使另么情况发生：某一个指标得到了优化，而使另外指标下降了。所以，在进行流程优化时，外指标下降了。所以，在进行流程优化时，要要综合平衡，以取得整体优化成效综合平衡，以取得整体优化成效。p54第21页Transitional Page第三单元第三单元 系统与设计系统与设计 第22页系统结构系统结构 1、系统含义：、系统含义：b p64 概念：系统是由相互联络、相互作用、相互以概念：系统是由相互联络、相互作用、相互以来和相互制约若干要素或部分组成含有特定功效有来和相互制约若干要素或部分组成含有特定功效有机整体。机整体。组成系统必须具备三个条件（在简答题中组成系统必须具备三个条件（在简答题中可能会出现）：可能会出现）：p65（1）最少要有两个或两个以上要素（部分）；）最少要有两个或两个以上要素（部分）；（2）要素（部分）之间相互联络、相互作用，按）要素（部分）之间相互联络、相互作用，按照一定方式形成一个整体；照一定方式形成一个整体；（3）整体含有功效是各个要素（部分）功效中所）整体含有功效是各个要素（部分）功效中所没有。没有。第23页系统结构系统结构 2、系统分类：、系统分类：a p67（1）自然系统和人造系统。生态系统属于）自然系统和人造系统。生态系统属于自然系统；飞船、房舍等属于人造系统。自然系统；飞船、房舍等属于人造系统。（2）实体系统和抽象系统。计算机硬件属）实体系统和抽象系统。计算机硬件属于实体系统；软件属于抽象系统。于实体系统；软件属于抽象系统。第24页系统结构系统结构 3、系统基本特征：、系统基本特征：b p67(1)整体性（全局、集合）：侧重于整体性（全局、集合）：侧重于“部分部分影响整体影响整体”。系统是一个整体，它不是各个要素（部分）简系统是一个整体，它不是各个要素（部分）简单相加，系统整体功效是各要素（部分）在孤立状单相加，系统整体功效是各要素（部分）在孤立状态下所没有态下所没有系统整体功效大于组成系统各部分功效之和。系统整体功效大于组成系统各部分功效之和。第25页系统结构系统结构(2)(2)相关性（匹配、关联）：相关性（匹配、关联）：侧重于侧重于“部分与部分与部分之间关联部分之间关联”(3)(3)目标性（功效）：目标性（功效）：任何系统都含有某种目标、任何系统都含有某种目标、实现一定功效，这是区分不一样系统主要标志。实现一定功效，这是区分不一样系统主要标志。(4)(4)动态性（更新）：动态性（更新）：物质都是不停改变，所以系物质都是不停改变，所以系统是一个动态系统，处于运动改变和发展之中。统是一个动态系统，处于运动改变和发展之中。(5)(5)环境适应性（自适应）：环境适应性（自适应）：系统都存在于一定环境之中，并不停与外界环系统都存在于一定环境之中，并不停与外界环境进行物质能量和信息交换，系统必须适应外部环境进行物质能量和信息交换，系统必须适应外部环境改变。例：境改变。例：“春捂秋冻春捂秋冻”、电冰箱不能紧贴墙放、电冰箱不能紧贴墙放置、生物界适者生存等。置、生物界适者生存等。第26页系统分析系统分析系统分析普通步骤系统分析普通步骤 p78 明确问明确问题题,设置目设置目标标搜集资搜集资料料,制订方制订方案案分析计分析计算算,评价比评价比较较检验核检验核实实,作出决作出决议议第27页系统分析系统分析2 2、系统分析主要标准：、系统分析主要标准：a a p78p78（1 1）整体性标准）整体性标准（2 2）科学性标准）科学性标准（3 3）综合性标准）综合性标准第28页系统分析系统分析3 3、系统优化：、系统优化：c c p81p81 在给定条件（或约束条件）下，依据系统优化在给定条件（或约束条件）下，依据系统优化目标，采取一定伎俩和方法，使系统目标值到达最目标，采取一定伎俩和方法，使系统目标值到达最大化（或最小化）。大化（或最小化）。约束条件：约束条件：对系统起限制作用，而且是不可人为调对系统起限制作用，而且是不可人为调整。整。影响原因：影响原因：是指对系统目标产生显著影响，而且能是指对系统目标产生显著影响，而且能够人为调整原因。够人为调整原因。第29页系统设计系统设计（一）系统设计应考虑主要问题：（一）系统设计应考虑主要问题：c c p86 p861、系统设计目标与要求、系统设计目标与要求要从整体出发，以系统整体功效最优为目标。要从整体出发，以系统整体功效最优为目标。2、系统各部分之间相互联络与相互作用、系统各部分之间相互联络与相互作用利用系统思想综合考虑各部分之间关联、冲突问题，利用系统思想综合考虑各部分之间关联、冲突问题，重视各部分横向、纵向联络。重视各部分横向、纵向联络。3、系统设计方案优化、系统设计方案优化先从整体考虑优化，统筹兼顾，再在此基础上完善先从整体考虑优化，统筹兼顾，再在此基础上完善各部分设计。各部分设计。第30页Transitional Page第四单元第四单元 控制与设计控制与设计第31页控制伎俩与应用控制伎俩与应用1、控制含义：、控制含义：b p97 人们按照自己意愿或目标，经过一定伎人们按照自己意愿或目标，经过一定伎俩，使事物向期望目标发展，这就是控制。俩，使事物向期望目标发展，这就是控制。按人工干预来分：人工控制、自动控制按执按人工干预来分：人工控制、自动控制按执行部件来分：机械控制、气动控制、液压控行部件来分：机械控制、气动控制、液压控制、电子控制制、电子控制第32页控制伎俩与应用控制伎俩与应用2、控制应用：、控制应用：b p99（1）生活：控制应用到生活中，提升了人们生活）生活：控制应用到生活中，提升了人们生活质量，人类能够在一定程度上按照自己意愿改变周质量，人类能够在一定程度上按照自己意愿改变周围环境，使之满足人们需要。围环境，使之满足人们需要。（2）生产：生产中往往需要对温度、湿度、压力、）生产：生产中往往需要对温度、湿度、压力、速度及加工动作等进行控制，控制在生产中得到了速度及加工动作等进行控制，控制在生产中得到了极为广泛应用。极为广泛应用。（3）军事国防：控制在军事、国防等领域也有着）军事国防：控制在军事、国防等领域也有着广泛应用。广泛应用。第33页控制系统工作过程与方式控制系统工作过程与方式1、简单开环控制系统基本组成和工作过、简单开环控制系统基本组成和工作过程：程：c c P103P103 概念：控制系统输出量不对系统控制产生任何概念：控制系统输出量不对系统控制产生任何影响控制系统。影响控制系统。常见有：常见有：红绿灯定时控制系统、防盗报警控制红绿灯定时控制系统、防盗报警控制系统、火灾自动报警系统、公园音乐喷泉自动控制系统、火灾自动报警系统、公园音乐喷泉自动控制系统、红外线自动门控制系统、普通电风扇风速控系统、红外线自动门控制系统、普通电风扇风速控制系统、可调光台灯控制系统等。制系统、可调光台灯控制系统等。特征：特征：系统输出量仅受输入量控制，输入量到系统输出量仅受输入量控制，输入量到输出量之间信号是输出量之间信号是单向传递单向传递。第34页控制系统工作过程与方式控制系统工作过程与方式方框图（重点掌握）：方框图（重点掌握）：输入量输入量：控制系统给定量。：控制系统给定量。控制器：控制器：对输入信号进行处理并发出控制命令装置或元件。对输入信号进行处理并发出控制命令装置或元件。执行器：执行器：直接对被控对象进行控制装置或元件；直接对被控对象进行控制装置或元件；控制量控制量：执行器输出信号。执行器输出信号。被控对象被控对象：控制系统中所要控制装置或生产过程；：控制系统中所要控制装置或生产过程；输出量：输出量：控制系统所要控制量控制系统所要控制量.重点要求（务必掌握！）：在详细问题中能明确输入量、输出重点要求（务必掌握！）：在详细问题中能明确输入量、输出量、被控对象、执行器和控制器。量、被控对象、执行器和控制器。第35页控制系统工作过程与方式控制系统工作过程与方式2 2、闭环控制系统基本组成：、闭环控制系统基本组成：b b p105p105概念：系统输出量返回到输入端并对控制过程产生概念：系统输出量返回到输入端并对控制过程产生影响控制系统。影响控制系统。常见有：供水水箱水位自动控制系统，以下列图所表示、常见有：供水水箱水位自动控制系统，以下列图所表示、加热炉温度自动控制系统、花房温度控制系统、投篮、加热炉温度自动控制系统、花房温度控制系统、投篮、家用电饭锅保温控制系统、家用电冰箱温度控制系统等。家用电饭锅保温控制系统、家用电冰箱温度控制系统等。基本组成：与开环控制系统相比，闭环控制系统多基本组成：与开环控制系统相比，闭环控制系统多了检测装置、比较器。了检测装置、比较器。第36页控制系统工作过程与方式控制系统工作过程与方式3、控制器和执行器作用：、控制器和执行器作用：c 控制器：对输入信号（偏差值）进行控制器：对输入信号（偏差值）进行运算处理，并发出控制命令。运算处理，并发出控制命令。执行器：依据指令对被控对象直接控执行器：依据指令对被控对象直接控制。制。第37页闭环控制系统干扰与反馈闭环控制系统干扰与反馈1 1、干扰原因：、干扰原因：c c p108p108 在控制系统中，除输入量（给定值）以在控制系统中，除输入量（给定值）以外，引发被控量改变各种原因称为干扰原外，引发被控量改变各种原因称为干扰原因。因。有干扰原因是有干扰原因是环境环境造成，如影响自行车行驶造成，如影响自行车行驶速度改变自然风等；速度改变自然风等；有干扰原因是有干扰原因是人为原因人为原因所致，如影响飞机导所致，如影响飞机导航信号手机信号等。航信号手机信号等。第38页闭环控制系统干扰与反馈闭环控制系统干扰与反馈2 2、反馈含义：、反馈含义：b b p110p110 控制系统中，将输出量经过适当检测控制系统中，将输出量经过适当检测装置，返回到输入并与输入量进行比较过装置，返回到输入并与输入量进行比较过程，就是反馈。例：投篮、自动电水壶程，就是反馈。例：投篮、自动电水壶第39页闭环控制系统干扰与反馈闭环控制系统干扰与反馈 3 3、闭环控制系统工作过程：、闭环控制系统工作过程：a a p112p112（1 1）闭环控制系统关键是经过反馈来降低被控制量）闭环控制系统关键是经过反馈来降低被控制量（输出量）偏差。（输出量）偏差。（2 2）工作过程：）工作过程：1 1因为因为干扰原因干扰原因存在，系统被控量偏离给定值时；存在，系统被控量偏离给定值时；2 2闭环控制系统中反馈步骤能及时闭环控制系统中反馈步骤能及时检测检测出被控量值，出被控量值，并快速并快速反馈反馈到输入端，与给定值进行到输入端，与给定值进行比较比较；3 3控制器控制器依据比较得到偏差信号进行依据比较得到偏差信号进行调整调整，从而是系，从而是系统被控量靠近给定值，到达准确控制目标。统被控量靠近给定值，到达准确控制目标。第40页闭环控制系统干扰与反馈闭环控制系统干扰与反馈 4 4、开环控制系统与闭环控制系统比较：、开环控制系统与闭环控制系统比较：a a p113p113 开环控制系统普通结构简单，适合用于开环控制系统普通结构简单，适合用于控制精度要求不高而系统本身元件又比较稳控制精度要求不高而系统本身元件又比较稳定场所。定场所。闭环控制系统设计比较麻烦，结构相对闭环控制系统设计比较麻烦，结构相对复杂，组成控制系统成本较高。闭环控制系复杂，组成控制系统成本较高。闭环控制系统是自动控制中广泛采取一个方式，用于要统是自动控制中广泛采取一个方式，用于要求高精度和高可靠性场所。求高精度和高可靠性场所。第41页闭环控制系统干扰与反馈闭环控制系统干扰与反馈 5 5、功效模拟方法：功效模拟方法：a a 以功效和行为相同性为基础，以功效和行为相同性为基础，用用“模型模型”模拟模拟“原型原型”功效和行为方法，就是功功效和行为方法，就是功效模拟方法。效模拟方法。黑箱方法：黑箱方法：a a 把将要研究系统作为黑箱，经把将要研究系统作为黑箱，经过对系统输入与输出关系研究，进而推断出系统内过对系统输入与输出关系研究，进而推断出系统内部结构及其功效方法，就是黑箱方法。部结构及其功效方法，就是黑箱方法。例：经过输入图像、电或声音信号，观察、分析脑电波输出反例：经过输入图像、电或声音信号，观察、分析脑电波输出反应，研究人脑对视觉或听觉信息传递、变换和处理功效，得应，研究人脑对视觉或听觉信息传递、变换和处理功效，得知人脑内部结构细节，就是黑箱方法利用。知人脑内部结构细节，就是黑箱方法利用。第42页控制系统设计与实施控制系统设计与实施1 1、控制系统设计普通思绪：、控制系统设计普通思绪：c c明确系统要到达目标？明确系统要到达目标？控制对象？控制对象？以及特征？以及特征？被控量和控制量？被控量和控制量？外界主要干扰原因？外界主要干扰原因？怎样方案既到达目标、又经济、易于实现？怎样方案既到达目标、又经济、易于实现？设备和元件？设备和元件？第43页控制系统设计与实施控制系统设计与实施2 2、开环控制系统设计、开环控制系统设计(书本书本P119P119案例分析：案例分析：电吹风控制系统设计电吹风控制系统设计)c)c开环控制系统设计相对比较简单，在明确设开环控制系统设计相对比较简单，在明确设计要求，明确被控对象、被控量和控制量计要求，明确被控对象、被控量和控制量后，即可考虑详细控制系统方案。后，即可考虑详细控制系统方案。第44页控制系统设计与实施控制系统设计与实施2 2、闭环控制系统设计、闭环控制系统设计(书本书本P120P120案例分析：案例分析：抽水马桶水箱自动控制系统设计抽水马桶水箱自动控制系统设计)c)c基本要求：基本要求：是稳定是稳定控制精度必须符合要求控制精度必须符合要求有很好抗干扰性能。有很好抗干扰性能。第45页第46页
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