資源簡介

【課 題】: 《通用技術II》復習資料專題二
——系統、控制與設計
【考綱要求】：
通過對技術與設計II的復習，整合結構、流程、系統、控制之間的區別，通過復習能進一
步熟練掌握各自的特點，及在生活實例中的體現和解讀。
【復習目標】：
1、簡單了解系統和控制的基本概念，并能舉例說明。
2、理解系統的基本分類，系統分析的基本方法和系統構成的三個基本條件；
3、重點掌握系統的基本特征，并能結合實例說明。
4、重點掌握開環控制系統與閉環控制系統的區別。
【系統與設計--知識要點】
1、系統的概念及系統構成的條件（詳見教材P19）
2、系統的分類
分類 實例
自然與人造系統 生態系統 各類電子控制系統
實體與抽象系統 汽車傳動系統 計算機操作系統
動態與靜態系統 交通系統 靜態系統是有條件的、暫時的
開放與封閉系統 人體系統 絕對的封閉系統是少見的
3、系統的特性的說明
① 整體性：系統是一個整體，不是各個不同要素（部分）的簡單相加，其整體功能是各要素在孤立狀態下所沒有的；部分服從和服務于整體，強調整體觀點、目標和效益。
② 相關性：構成系統的各個部分或部分與整體之間是相互聯系、相互依賴、相互作用和相互制約的，是彼此相關的。
③ 目的性：每個系統都具有某種目的，都要實現一定的功能。
④ 環境適應性：系統處于一定的環境之中，系統與環境之間有物質、能量和信息的交換。系統必須適應外部環境的變化，才能存在。
⑤ 動態性：事物都是不斷變化的，所以系統總是處在運動變化和發展之中。
系統的思想：系統的特性構成了系統的基本思想。系統思想即完整地而不是零星地處理問題，考慮各種主要變化因素及其影響，全面地思考和解決問題。以整體目標為重！
用系統思想解決問題的方法是科學決策的主要方法：綜合分析，立足整體，統籌兼顧，實現系統整體的最優化目標。
【解題思路】
掌握系統的五個特性，用系統思想分析問題！做好后續的相關練習。
【控制與設計--知識要點】
一、什么是控制？
人們根據自己的意愿目的，通過一定的手段，使事物沿著確定方向發展，就形成控制。
二、控制系統的組成：傳感器（或檢測裝置）、控制器、執行器及被控對象。
各部分的作用：
1、傳感器：相當人的各種感官。作用是感知光、聲、磁、溫度、濕度、壓力、速度、位移等信號并傳送給控制器。(在電子控制系統中，傳感器將非電信號轉變成電信號傳給控制器)
2、控制器：相當人的大腦，對輸入信號進行處理并發出控制指令的裝置或元件，如控制電路、連桿機構等
3、執行器：相當人的四肢，直接對控制對象進行控制的裝置或元件，如開關、閥門等
4、控制對象（被控對象）：控制系統中所要求控制的裝置，如空調控制的房間、冰箱、水箱等
三、控制系統的分類：
1、根據控制過程中有無人工干預：人工控制、自動控制
2、根據執行部件的不同：機械控制：完全由機械裝置來實現控制。如自行車用剎車裝置來控制車速、抽水馬桶的水位控制等。電子控制：采用電子元器件組成的電子電路來實現控制功能的控制裝置。如電鈴、自控燈、空調、冰箱的溫度控制等。
3、根據控制系統的工作原理:開環控制系統、閉環控制系統
四、控制系統的工作原理、框圖及特點（重點掌握）
1、開環控制系統:是由輸入來控制輸出的單向控制（控制精度較低、控制裝置簡單）；
控制框圖如下：
控制系統特點：
①是單向的控制過程，信息只有一條向前通道；②輸入量與輸出量往往是不同性質的量。
生活中常見的開環控制系統：
臺燈電腦的開關、電風扇風速調控等；自動門、聲控燈、電子門鈴、紅綠燈定時控制、火災自動報警控制、公園音樂噴泉控制、防盜報警控制等
2、閉環控制系統:輸出量反饋回輸入端參與控制的控制系統 （精度高、抗干擾；有比較、反饋環節 ）
控制框圖如下：
閉環控制系統特點：①有反饋。被控量（輸出量）對控制過程會產生影響；
（有兩條信息通道：一條向前通道，一條反饋通道，形成閉合回路）
②會調整；③被控量會被控制在一定的范圍——結果穩定；
④“結果”會影響“結果”；⑤給定量與被控量是可比較的同一種性質的量。
生活中常見的閉環控制系統： 空調、飲水機、電冰箱溫度控制；馬桶水箱水位自動控制系統；智能洗衣機的控制等
五、有關控制的一些基本概念：
①輸入量（輸入信號）：也稱給定量或設定量，是控制系統的信息來源。
②輸出量（輸出信號）：也稱被控量，是控制系統所要控制的量
③控制量：執行器的輸出信號
④反饋：將輸出量通過適當的檢測裝置（傳感器）返回到輸入端并與輸入量進行比較的過程。反饋量就是檢測裝置檢測到的輸出量。
⑤干擾：在控制系統中，除輸入量外，引起被控量變化的各種因素。
解題思路：
對控制的考查有兩個方面：①控制系統組成及各組成部分在控制系統中的作用；
②判斷控制系統的類型，是開環控制還是閉環控制。
1、熟悉控制系統的組成，清楚具體的控制系統中誰充當控制器、執行器、被控對象。
2、熟悉與控制有關的各量，清楚具體的控制系統中哪個是輸入量、輸出量、控制量、反饋量，知道只有閉環控制系統中有反饋量。
3、分析控制過程，根據開環或閉環的特點進行判斷，然后對號入座。
【系統與設計相應鞏固練習】
練習1（系統的概念）
1、下面關于系統的敘述，錯誤的是（ ）
A.系統是一個整體，即具有整體的特性功能、目標和作用的有機整體
B.系統的目的性是指每個系統都具有特殊的功能
C.系統必須適應外部環境的變化
D.在一個系統中，有時各子系統（部分）之間往往是互不相干的，甚至是相互對立的。
2、在下列關于系統相關性的理解中，你認為正確的是（　　　）。
　　A. 一個系統往往存在多個目標，這些目標還常常不一致，需要進行協調。
　　B. 系統通常都是由若干部分組成的。
　　C. 系統各組成元素之間、部分和整體之間不僅相互關聯，相互作用，而且任何一個組成部分發生變化，都會影響其它部分和整體任務的完成。
　　D. 系統包含子系統，它又是更大系統的子系統。
練習2（系統的特性）
1、某些動物在天熱時退毛，在天冷時毛又長厚了，這種動物生長的自然現象說明系統具有的（ ） A.整體性 B.相關性 C.目的性 D.環境適應性
2、下列說法正確的是（ ）
A.一個系統中，如果各個要素性能好，則整體性能就好
B.一個系統中，如果各個要素性能好，則整體性能未必好
C.一個系統中，如果某個要素性能很好，則整體性能就好
D.一個大系統中，缺少一兩個要素，不影響系統的整體功能
3、下列說法中不符合系統整體特性的是（ ）
A、著眼全局規劃城市發展 B、中西醫結合攻克頑癥
C、眉毛胡子一把抓 D、三個臭皮匠頂個諸葛亮
練習3（高考鏈接）
1、到2020年，我國鐵路運營里程將達10萬公里，發達完善的鐵路網全面建成，“人便其行、貨暢其流”的夢想可望成為現實。
（1）1997年4月1日，中國鐵路實施第一次大面積提速，客車平均旅行速度由48公里／小時提高到55公里／小時。2007年鐵路第六次大提速正式實施，京滬、膠濟等現有鐵路干線將實施200公里速度級的提速。提速后鐵路客運能力增加18%，貨運能力增加12%。這說明系統具有（ ）
A．整體性 B.相關性 C.目的性 D.環境適應性
（2）鐵路專家說，高速的背后是鐵路系統的技術提升，不僅是火車的技術，更涉及到路軌、信號等諸多技術改進。這說明系統具有（ ）
A．整體性 B.相關性 C.目的性 D.環境適應性
（3）“火車跑得快，全靠車頭帶”。傳統的火車都是火車頭拉著車廂跑，車廂本身沒有動力，火車頭的功率大，列車速度才能快。高速鐵路火車跑得快，是因為車頭和各節車廂都有動力，大家齊心協力，速度當然就快了起來，這就是動車組技術。這說明系統具有（ ）
A．整體性 B.相關性 C.動態性 D.環境適應性
【控制與設計相應鞏固練習】
練習（控制系統的概念）
1、下列各項中，不屬于控制的是（ ）
A.騎自行車時，如果覺得車速太快，我們會使用剎車使車速變慢
B.當感覺教室內光線較暗時，我們就會開燈
C.隨著時間的推移，鐵器會生銹
D.當學習成績不理想時，我們用增加學習時間和改進學習方法提高成績
2、在人體溫度控制系統中，皮膚相當于（ ）；
A.傳感器 B、控制器 C、執行器 D、驅動器
3、控制系統的組成是（ ）
A.輸入量、傳感器、控制器、被控量 B.傳感器、控制器、控制量、被控對象
C.傳感器、控制器、執行器、被控對象 D.控制器、執行器、控制量、被控對象
4、按時間順序進行控制的“交通路口紅綠燈控制系統”的方框圖如下。方框圖中，輸出量是( )
A.控制電路　 B.紅綠燈 C.開關裝置 D.紅綠燈的開關狀態
【反思提高】
基本能力通用技術部分共兩冊八章內容，掌握最基本的概念和與生活密切相關的現象和道理，能用技術的語言解釋生活中常見的問題是學習的關鍵。

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