資源簡介

技術與設計1
走進技術世界
本章關鍵詞：
技術的價值 技術的性質
一 技術的價值
知識要點：
技術與人
（１）技術是為了滿足人的需求而產生的
（２）技術產生之后可以保護人、解放人和發展人
技術與社會
總的來說，技術促進了社會生產的發展，豐富了社會文化的內容，改變了社會生活的方式，使推動社會發展和文明進步的主要動力之一。
（１）技術是社會財富積累的一種形式，對社會生產具有直接的經濟意義。
（２）隨著技術的發展，勞動力結構也發生了較大變化。（產業結構和勞動者的素質）
（３）技術不僅為生產提供了先進的手段和工具，提高了生產效率和經濟效益；而且還豐富了人們在衣、食、住、行、交往、娛樂、教育等方面的社會生活。
（４）技術在軍事、政治、文化等領域也發揮著重要的作用，技術發展水平已成為一個國家綜合國力強弱和文明程度高低的標志之一。
技術與自然
（１）人們依靠技術利用自然為人類繁衍生息提供的資源，并改造自然，與自然保持和諧共處的友好關系。
（２）在利用自然的同時，人們更應該注重依靠先進技術保護自然，以實現可持續發展。
能力要求：
了解技術對于人、社會、自然三個方面的作用與影響
會結合實例從這三個方面加以簡單的分析
二 技術的性質
知識要點：
技術的五大性質：技術的目的性、技術的創新性、技術的綜合性、技術的兩面性、技術的專利性。
技術的目的性
總述：任何技術的產生和發展，都是人類有意識、有目的的活動的成果。
（１）技術的產生總是從一定的具體目的出發，針對具體的問題，形成解決方法，從而滿足人們在某方面的需求。
（２）人類有目的、有計劃、有步驟地技術活動推動了技術的不斷優化和發展。
技術的創新性
（１）創新是技術發展的核心所在，也是技術對人類富有挑戰意義的內在原因。
（２）技術創新表現為技術革新和技術發明兩種形式。
技術的綜合性
（１）技術具有跨學科的性質，綜合性是技術的內在特性。
（２）技術與科學的區別和聯系：技術側重于解決問題，科學側重于發現問題；二者又相互促進，共同發展。
（３）技術與其他學科（如：藝術）的關系：
技術的兩面性
（１）實用性是技術的基本特性
（２）技術既可以為人服務，也會對人類造成一定的危害（環緊、他人、傳統倫理道德等）；應用技術的時候要注意趨利避害、合理利用。
技術的專利性
（１）技術是創造性的勞動成果，是技術發明者智慧和勞動的結晶，凝聚著豐富的社會價值和經濟價值。
（２）知識產權制度體現了市場經濟條件下，人們對知識的尊重和保護。
（３）專利權不是自動取得的，需要通過一定的程序和步驟申請。
能力要求：
熟記技術的五個性質
重點掌握技術的綜合性和技術的專利性，會結合案例分析，了解專利申請步驟和程序。
結合五大性質對生活中的實例進行簡單的分析。
三 技術的未來
知識要點：
技術的未來充滿希望，也隱含威脅。要理性的看待技術的未來，才不至于迷失在技術的世界里。
能力要求：
能夠對技術的未來有自己的展望和暢想。
第二章 技術世界中的設計
本章關鍵詞：
“以人為本” 人機關系
一 技術與設計的關系
知識要點：
技術的發展離不開設計
設計定義：基于一定設想的、有目的的規劃和創造活動。
設計是技術成果轉化的橋梁和紐帶。（技術與設計的關系第一點）
設計促進了技術的格新。
技術更新對設計產生重要影響
（１）技術是設計的平臺，沒有技術作為基礎，設計將難以表現和實現。（技術與設計 的關系第二點）
（２）技術更新、進步為設計的發展提供了更為廣闊的空間（更加豐富的主題、更加多樣的表達方式等）；同時，也促進了人們設計思維和手段的發展。（技術與設計的關系第三點）
設計的豐富內涵
技術世界中的設計就是技術設計，廣義的設計則是綜合的設計。
能力要求：
了解設計的定義及其豐富的內涵。
理解技術與設計的關系，會結合簡單案例進行分析。
二 設計中的人機關系
知識要點：
什么是人機關系
（１）人機關系定義：當人使用物品的時候，物品與人就產生了相互關系，這種相互關系稱為人機關系。
（２）人機關系所涉及的對象除了機器外，還包括各種各樣的工具、儀器、儀表、設備、設施、家具、交通車輛及勞動保護用具等。
（３）人機關系是設計活動中必須考慮的核心問題之一。
（４）具體的分析一個人機關系的時候，往往存在復雜的多方面的關系。
人機關系要實現的目標
人機關系要實現的四個基本目標：高效、健康、舒適、安全。
如何實現合理的人機關系
（１）總的目標：高效、健康、舒適、安全。
（２）特殊要求：普通人群和特殊人群的差異；靜態的人和動態的人（靜態尺寸、動態尺寸）；人的生理需求和人的心理需求兼顧；及時有效的信息交互等。
能力要求：
在技術活動和設計活動中都應樹立“以人為本”的理念。
理解人機關系的概念，結合具體的實例進行詳細分析。
理解人機關系要實現的四個主要目標。
了解實現合理的人機關系要注意的問題，能夠更具樹上的標準和自己的見解，對具體的合理的人機關系的實現進行分析并提出建議。
三 技術試驗及其方法
知識要點：
什么是技術試驗
（１）技術試驗的定義：技術活動中為了某種目的所進行的嘗試、檢驗、優化等探索性實踐活動。
（２）技術試驗室技術研究不可缺少的基本方法和手段，為技術的應用的實線提供了有力的保障，同時降低了設計的風險和失誤。
（３）技術試驗的分類：根據不同的應用范圍分：農業試驗、工業試驗、國防試驗、科學技術試驗等；根據目的不同分：性能試驗、優化試驗、預測試驗、信息試驗等。
技術試驗的方法
（１）優選試驗法
（２）模擬試驗法
（３）虛擬試驗法
（４）強化試驗法
（５）移植試驗法
技術試驗的實施與報告的寫作
（１）技術試驗實施：制定試驗計劃、抽取樣本、進行試驗、分析數據、得出結論等。
（２）技術試驗要求科學的精神和嚴謹的態度。
（３）技術試驗報告：標題、試驗目的、試驗準備、試驗步驟、試驗記錄、試驗總結等，要求文字簡明扼要。
技術試驗在設計中的作用
技術試驗為設計的評價提供了準確、客觀的數據。通過技術試驗可以發現問題、深化認識、推動技術設計的發展。
能力要求：
熟悉技術試驗的幾種分類，并能夠對具體案例分析、區分。
熟悉技術試驗的幾種方法，并能夠對具體案例分析、區分。
熟知技術試驗報告的格式，能夠結合實例按要求撰寫技術試驗報告。
第三章 設計過程、原則及評價
本章關鍵詞：
一般過程 一般原則
一 設計的一般過程
知識要點：
設計的一般過程（五個步驟）：發現與明確問題；制定設計方案；制作模型或原型；測試、評估及優化；產品的使用和維護。
發現與明確問題
設計必須從調查需求、分析信息、發現和明確需要解決和值得解決的問題開始，并在此基礎之上提出設計項目，明確設計要求。
制定設計方案
注：運用不同的材料、結構可以產生不同的設計方案；任何設計方案都有改進的可能性，好方案決不會僅有一個。
（１）收集信息：用戶調查、專家咨詢、查閱圖書資料、收聽收看廣播電視、瀏覽互聯網等渠道。
（２）設計分析：根據設計要求找出需要解決的主要問題，并分析可能的解決辦法。
（３）方案構思：從材料、結構、連接方式等主要因素考慮。
（４）方案呈現：利用草圖把模糊設想視覺化；把零散的想法綜合。
（５）方案篩選：制定一定的原則。
制作模型或原型
兩個階段：繪制圖形；制作模型或原型。
測試、評估及優化
（１）測試結構和技術性能是否達到設計要求。
（２）評估應該是全過程的全面的反復的評估，而不僅僅是設計完成之后的。
（３）優化方向：增加結構強度；美化外觀。
（４）征集優化意見的對象：專家、潛在客戶、用戶。
產品的使用和維護
說明書的格式、要求
能力要求：
明記設計的五個一般過程
“以人為本”的設計理念
二 設計的一般原則
知識要點：
設計的七大一般原則：創新原則；實用原則；經濟原則；美觀原則；道德原則；技術規范原則；可持續發展原則。
創新原則
創新是設計的核心
實用原則
實用就是產品為實現其目的而具有的基本功能：物理功能（產品的性能、結構、效率精度、可靠性等）、生理功能（產品使用的方便性、安全性、宜人性等）、心理功能（產品的造型、色彩、機理、裝飾諸要素給人的愉悅感等）、社會功能（產品像征或顯示個人的價值、興趣、愛好、社會地位等）等。
經濟原則
以最低的費用取得最佳的效果。
美觀原則
造型、大小比例、使用材料、色彩搭配、裝飾圖案等體現產品外觀的美觀。
多元評價因素：消費者、功能、技術、文化傳統等。
道德原則
從三個方面遵循一定的倫理道德：人、社會、環境。
技術規范原則
為了符合全球化的要求，國際有通用的一些技術規范要求；技術規范既有強制性的標準，也有推薦使用的技術規范。
可持續發展原則
產品的設計要考慮到人類長遠發展、資源和能源的合理利用、生態的平衡等。
能力要求：
熟知七大一般原則
能靈活、綜合運用七大原則對實例進行分析
三 設計的評價
知識要點：
1． 設計的評價定義：依據一定的原則，采取一定的方法和手段對設計所涉及的過程及結果進行事實判斷和價值認定的活動。
2． 設計的評價設計到評價對象和評價者，從評價的對象來分：對設計過程的評價、對設計成果的評價；從評價者來分：設計者自我評價（自評）、他人的評價（他評）。
3． 對設計過程的評價應寓于設計的全過程。
4． 對最終產品的評價的兩個基本依據：設計的一般原則；事先制定的設計要求。
5． 設計的評價與設計的交流可以有多種形式和多種途徑。
能力要求：
理解設計的評價的定義及意義
熟記對最終產品評價的兩個基本依據
能靈活的對設計案例進行簡單的評價
發現與明確問題
本章關鍵詞：
發現 計劃
一 發現問題
知識要點：
問題的來源
（１）人類生存活動中必然遇到的問題。
（２）別人給出問題，設計者針對問題尋求解決方案。
（３）基于一定目的，設計者主動發現問題。
發現問題的途徑和方法
（１）觀察日常生活：偶然發現或者有意識的有計劃的取觀察記錄發現問題
（２）收集和分析信息：文獻法：對已有文獻信息進行收集、分析；問卷調查法（開放式問卷、封閉式問卷、混合式問卷）：用問卷的方式進行實際調查，獲取信息、發現問題；詢問法（直接詢問法、間接詢問法、集體詢問法、家庭走訪詢問法、個別詢問法等）：以詢問的方式收集和獲取信息、發現問題。
（３）技術研究和技術試驗：研究、試驗中獲取靈感、體悟，從而發現問題。
能力要求：
了解發現問題的幾種來源
熟悉發現問題的途徑和方法，并能綜合分析問卷調查法和詢問法的案例
二 明確問題
知識要點：
明確問題的內容與價值
明確問題的內容：問題表述、問題產生原因、提出問題的目的。
明確問題的價值：判斷一個問題的價值，需要從多方面分析。
明確解決問題受到的限制及具體的設計任務
解決問題或設計活動的限制因素：設計對象的特點和問題解決得要求；設計者的技術能力和條件。
設計計劃
時間進度計劃表或者計劃書的形式表達。
能力要求：
能夠從主觀和客觀兩個方面去分析解決問題或設計任務所遇到的限制條件
方案的構思及其方法
本章關鍵詞：
方案
一 方案的構思方法
知識要點：
設計分析
產品設計與人、物、環境之間的關系
方案的構思方法
草圖法、模擬法、聯想法、奇特性構思法
方案的比較和權衡
根據設計要求和設計原則對各方案利用表格等形式進行比較，然后綜合權衡選定一個最佳方案。
能力要求：
熟悉并能運用方案構思的幾種方法
二 常用的創造技法（選學）
略
設計圖樣的繪制
本章關鍵詞：
三視圖 規范
一 設計表現圖
知識要點：
技術語言的種類與應用
（１）技術語言：技術活動中進行信息交流的特有的語言形式。
（２）技術語言按專業類型分：計算機程序語言、工程圖學語言等；按人的感覺分：視覺語言、聽覺語言、觸覺語言等；按照人的視覺形式不同分：圖形符號語言、文字符號語言等。
（３）技術語言的特征：簡明扼要；通俗直觀。
（４）各種形式的技術語言及其特點：口頭語言、技術圖樣、圖表（表格、草圖、效果圖等）、計算機演示、網絡語言等。
草圖的繪制
（１）設計表現的基礎：
Ａ．徒手繪制：第一步，掌握正確的握筆姿勢；第二步，用鉛筆在紙上徒手自由畫線練習（水平、豎直、45度角的平行線）
Ｂ．網格法徒手畫：略
Ｃ．基本圖形的畫法：書上幾種圖形的畫法，按照步驟，徒手畫出。
（２）草圖的分類：構思草圖、設計草圖。
（３）草圖繪制的步驟：會按照一定步驟徒手畫簡單圖形
透視效果圖的識讀
能看懂簡單的透視效果圖
正等軸測圖
平行結構圖和圓的正等軸測圖的繪制步驟
能力要求：
知道幾種常用的技術語言
會簡單圖形的草圖繪制
能作簡單的正等軸測圖，并會識讀
二 常見的技術圖樣
知識要點：
正投影與三視圖
（１）正投影：投影光線（平行光）與投影平面垂直的投影方法。
（２）三位投影體系。
（３）三視圖：主視圖、俯視圖、左視圖。
（４）三個視圖的位置：主視圖—左上角；俯視圖--左下角；左視圖—右上角。
（５）對應關系：長對正、高平齊、寬相等；主視圖：長、高；俯視圖：長、寬；左視圖：寬、高。
（６）三視圖作圖步驟：
Ａ．把圖紙平均分成四等份，并在右下部分畫出中心角平分線；
Ｂ．在左上角畫出主視圖（適當選取主視圖的視角），注意主視圖的位置擺放，使得主視圖基本處于左上部分的中心位置；
Ｃ．把主視圖上的所有水平線延長到右上角，豎直線延長到左下角；
Ｄ．在左下角根據延長線和物體尺寸作出俯視圖；
Ｅ．把俯視圖上所有水平線向右延長與對角線相交；
Ｆ．過交點作豎直垂線與主視圖的水平延長線相交，根據交點及左視效果作出左視圖；
Ｇ．尺寸標注并在圖紙的右下角填左圖信息。
注：三視圖用粗實線，輔助線用細實線，看不見的部分用虛線。
形體的尺寸標注
（１）尺寸標注的基本要求：正確、完整、清晰、合理。
（２）尺寸要素：尺寸界線、尺寸線、尺寸數字。
（３）尺寸標注舉例：直徑、半徑等。
機械加工圖
剖視圖
線路圖
能力要求：
熟記三視圖相關知識、概念
熟練規范繪制三視圖
能完成簡單的尺寸標注
了解機械加工圖、剖視圖、線路圖
三 計算機輔助制圖（選學）
略
模型或原型的制作
本章關鍵詞：
模型 工藝
一 模型
知識要點：
模型及其功能
（１）定義：根據實物、設計圖樣或構思，按比例、生態或其他特征制成的與實物相似的一種物體。
（２）功能：使設計對象具體化；幫助分析設計的可能性。
模型在不同階段的作用
草模、概念模型、結構模型、功能模型、展示模型等。
能力要求：
了解不同模型的概念和作用
二 工藝
知識要點：
認識工藝
（１）定義：利用工具和設備對原材料、半成品進行技術處理，使之成為產品的方法。
（２）分類：加工工藝、裝配工藝、檢測工藝、鑄造、表面處理工藝等。
金屬材料的加工工藝
劃線、鋸割、銼削、鉆孔、連接、表面處理（表面刷光、噴涂油漆、鍍層）等。
能力要求：
了解工藝的定義和集中常見的金屬材料的加工工藝
三 制作模型
知識要點：
制作模型的一般步驟：
1．選擇合適的材料；
2．根據本地條件，準備適當的工具和加工設備；
3．按設計圖樣劃線；
4．對材料進行鋸割、切削等加工；
5．裝配；
6．對模型進行表面處理；
7．對產品外觀造型和色彩進行評價；對產品的結構、功能進行檢測和試驗，檢驗是否符合設計要求；
8．對設計方案進行修改，做成展示模型（樣品）。
能力要求：
了解模型制作的一般步驟
技術產品的使用和保養
本章關鍵詞：
說明書
一 產品說明書及其編寫
知識要點：
1．產品說明書及其作用
說明書是知道用戶選擇產品、使用產品的“路標”和“向導”，它可以幫助用戶了解產品特性，確保用戶正確、安全地使用產品。
產品說明書的寫作
（1）產品說明書的一般結構：標題、正文、標記等。
（2）產品說明書的形式：條款直述式、自問自答式等。
（3）產品說明書的寫作要求：充分考慮用戶閱讀；體現產品的設計特點；不必平均用力，而應有所側重；語言準確、通俗、簡潔，內容條例清楚等。
能力要求：
1．知道產品說明書的編寫要求和格式
2．會閱讀產品說明書
二 技術產品的使用、維護和保養
閱讀書本相關內容，要求常識性了解。
技術與設計2
第一單元 結構與設計
本單元關鍵詞：
結構 穩定 強度
一 常見結構的認識
知識要點：
1．無處不在的結構
結構定義：事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列。
結構與力
（1）結構的力學角度定義：可承受一定力的架構形態，它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。
（2）構件：結構的各個組成部分
（3）內力與應力：應力=內力/受力面積。
（4）結構基本受力形式：拉力、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力等。
3．結構的類型
實體結構——外力分布于整個體積中
框架結構——支撐空間而不充滿空間
殼體結構——外力作用于結構體的表面上
能力要求：
理解結構定義以和力學角度的結構及構件的概念
熟練掌握結構的幾種常見的受力形式，并會針對具體實例進行受力分析
熟悉三種常見結構，并了解它們的特點，研究具體實例時能正確分析
二 穩固結構的探析
知識要點：
結構與穩定性
（1）結構的穩定性：結構在負載作用下維持其原有平衡狀態的能力。
（2）影響結構穩定性的主要因素：重心位置的高低（相對而言，重心越低越穩定；只要重心所在的垂線能落在結構地面的范圍內，就是穩定的）；結構與地面接觸所形成支撐面的大小（相對而言，支撐面越大越穩定）；結構的形狀（不同形狀的穩定性不一樣，常見的三角形結構比較穩定）等。
（3）結構的穩定性有時需要克服，有時需要利用。
2．結構與強度
（1）結構的強度：結構具有的抵抗被外力破壞的能力。
（2）影響結構強度的主要因素：結構的形狀（不同形狀有著不同的強度，使用于不同的地方，其中以三角形強度最為突出）；使用的材料（不同材料的強度不同）；構件之間的連接方式（常見的有剛連接和鉸連接兩種類型）等。
3．結構的功能
功能決定了結構；結構對功能有著重要影響。
能力要求：
熟記結構的穩定性和強度的概念，并能嫻熟區分
理解影響結構穩定性和強度的幾個因素，并能結合實例分析
會分析結構與功能之間的關系
三 簡單結構的設計
知識要點：
結構設計應考慮的主要因素
（1）結構設計的目的：一種或幾種功能的實現。
（2）結構設計的要求：滿足設計規范；滿足使用者的基本需要。
（3）結構設計應考慮的主要因素：使用者對設計對象的穩定性與強度的要求；安全性、公眾和使用者的審美需求、使用者的個性化需要、設計對象的成本控制、一定的使用壽命等（工程上還有一些其它因素：結構的安全性、適用性、耐久性；考慮結構的穩定性和強度，使結構在規定條件和使用期限內，能實現一定的功能的同時，還要考慮經濟因素等；不同的結構設計，考慮的因素也有所側重）
簡單結構的設計案例
書上相關設計案例舉例的內容
能力要求：
了解結構設計的目的、要求和主要因素
能對簡單的設計案例進行分析、評價
熟悉設計案例的要求
四 經典結構的欣賞
閱讀書上相關內容，能對具體案例進行賞析
第二單元 流程與設計
本單元關鍵詞：
流程 流程圖
一 生活和生產中的流程
知識要點：
認識流程
（1）時序：做事情時在時間上的先后順序。
（2）環節：組成一個大的活動中的各個小的過程和階段。
（3）流程：一項活動或一系列連續有規律的事項或行為進行的程序。（流程反映了一定的時序，體現了一定的環節）
（4）流程的表達——流程圖（文字、表格、圖示、模型、動畫等表達形式）
生活與流程
閱讀書上相關內容
生產與流程
閱讀書上相關內容
能力要求：
理解流程、時序、環節的概念
會熟練閱讀各種流程圖，并能編寫簡單的流程圖
熟讀生活、生產與流程的內容，能夠結構實例分析
二 流程的設計
知識要點：
流程設計應考慮的主要因素
（1）流程設計的幾個目標：節省時間、提高效率、提高質量、節省資源、安全生產、提高管理水平等。
（2）流程設計中的基本因素：材料、工藝、設備、人員、資金、環境等。
2．流程設計的步驟
（1）確定目標，明確任務；
（2）分析基本因素；
（3）明確主要事項（步驟）；
（4）確定時序、劃分環節；
（5）畫出（修改）流程圖；
（6）檢驗能否達到目標，完成（如果不行，返回到第三步重新設計）。
3．流程設計舉例
閱讀書上相關內容
能力要求：
了解流程設計考慮的基本因素
能根據一定步驟，完成簡單流程的設計
三 流程的優化
知識要點：
流程優化的內容
流程優化涉及到工期優化、工藝優化、成本優化、技術優化、質量優化等指標。
流程優化的條件
（1）設備和工藝水平提高；
（2）對流程內在機理進一步研究。
能力要求：
綜合理解幾種流程優化指標，能結合案例進行區分、分析
理解流程優化的條件，能根據實例提出一定的優化建議
第三單元 系統與設計
本單元關鍵詞：
系統 整體 最優
一 系統的結構
知識要點：
1．什么是系統
（1）系統定義：由相互聯系、相互作用、相互依賴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整體。
（2）要素：構成系統的最主要的元素。
（3）構成系統的三個必備條件（注釋）：第一，至少要有兩個或兩個以上的要素（部分）；第二，要素（部分）之間相互聯系，相互作用，按照一定的方式形成一個整體；第三，這個整體所具有的功能是各個要素（部分）的功能中所沒有的。
（4）子系統：任何系統都可以根據一定的標準分成相對小、相對簡單的子系統；同時它本身也可能是相對大、相對復雜的系統的子系統。
2．系統的類型
按照不同的要求系統可以分成不同的類型
3．系統的基本特性
（1）整體性：系統最基本的特性，也是觀察和分析系統最基本的思想和方法。告訴我們一種整體的思想。（整體功能大于各部分的功能之和；不能脫離整體研究任何一個組成部分）
（2）相關性：系統的各要素之間或系統整體與部分之間的相互作用、相互聯系。告訴我們一種聯系的觀點。
（3）目的性：任何系統都具有某種目的，都要實現一定的功能，這也是區別不同的系統的標志。告訴我們目標的重要性。
（4）動態性：任何系統都是在發展變化中的。告訴我們一種發展的眼光。
（5）環境適應性：系統只有適應了環境要求，才能發揮功能，實現可持續發展，否則沒有生命力。
能力要求：
理解系統的定義，能對實例進行分析
理解子系統的概念，能分析一個系統的子系統
綜合理解系統的基本特性，能靈活運用到分析中
二 系統的分析
知識要點：
1．系統分析及其一般步驟
（1）系統分析定義：為了發揮系統的功能，實現系統的目標，運用科學方法對系統加以周詳的考察、分析、比較、試驗，并在此基礎上擬定一套有效的處理步驟和程序，或對原有系統提出改進方案的過程。
（2）系統分析的一般步驟：第一，明確問題，設立目標；第二，收集資料，制定方案；第三，分析計算，評價比較；第四，檢驗核實，作出決策。
（3）作決策有經驗性決策和科學決策兩種。
（4）系統分析的主要原則：整體性原則（首先著眼于系統整體，再研究部分；先看全局，再看局部；先看全過程，再看某個階段；先看長遠，再看眼前）；科學性原則（一方面要有嚴格的工作步驟；另一方面要盡可能的運用科學方法和數學工具進行定量分析，使決策過程和結果更據說服力）；綜合性原則（綜合考慮系統的多個目標，多種影響因素，多種設計方案）。
2．系統的優化
（1）定義：在給定的條件（或約束條件）下，根據系統的優化目標，采取一定的手段和方法，使系統的目標指達到最大化（或最小化）（最優化）。
（2）數學模型
能力要求：
了解系統分析的定義，能對具體系統進行分析
綜合理解系統分析的原則，會分析案例
了解系統優化定義，能對系統提出一定的優化建議
三 系統的設計
知識要點：
1．系統的設計
（1）系統設計的目標：以系統整體功能的最優為目標。
（2）系統設計的一般步驟：先把系統分成若干個子系統，分別設計各子系統，然后再分析總的系統，完成設計。
2．簡單系統的設計的實現
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能力要求：
能完成簡單系統的設計
第四單元 控制與設計
本單元關鍵詞：
控制系統 開環控制系統 閉環控制系統 干擾 反饋
一 控制的手段與應用
知識要點：
1．控制的手段
（1）控制的定義：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展。
（2）控制存在的原因：事物的發展與變化具有多樣性；人有意愿。
（3）控制的三要素：控制的對象；控制的目的；控制的手段。
（4）人工控制與自動控制（控制過程中是否有人為的直接參與）。
2．控制的應用
閱讀書上相關內容
能力要求：
理解控制的定義及三要素
綜合理解人工控制與自動控制，能分析區分實例
二 控制系統的工作過程與方式
知識要點：
1．控制系統
（1）定義：任何一種控制的實現，都需要通過若干個環節，這些環節構成一個系統，叫控制系統。
（2）控制系統通常可以分為開環控制系統和閉環控制系統。
2．開環控制系統
（1）定義：輸出量不對系統的控制產生任何影響的控制系統。
（2）方框圖：見書P104頁
3．閉環控制系統
（1）定義：系統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。
（2）方框圖：見書P106頁
能力要求：
理解控制系統、開環控制系統、閉環控制系統定義
能正確區分開環控制系統和閉環控制系統
熟練、準確的畫出控制系統的方框圖
三 閉環控制系統的干擾與反饋
知識要點：
1．干擾因素
（1）定義：在控制系統中，除輸入量（給定值）以外，引起被控量變化的各種因素。
（2）有利的干擾要加以利用；有害的干擾要加以克服。
2．反饋
（1）定義：控制系統中，將輸出量通過適當的檢測裝置返回到輸入端并與輸入量進行比較的過程。
（2）反饋的方法：利用反饋來分析和處理被控對象，通過系統的輸出來調整系統的行為，使系統沿著預期的目標運行的方法。
（3）閉環控制系統就是利用反饋的過程來實現減少被控量的偏差，并能克服一定的外界干擾，達到精確控制的目的。
（4）開環控制系統與閉環控制系統的比較：開環控制系統控制精確度相對比較低（如果組成元件特性比較穩定，且外界干擾相對較小，則也能保證一定的精度），一般結構簡單，適用于控制精度要求不高而系統本身的元件又比較穩定的場合；閉環控制系統的控制精度高，相對開環控制系統相比，設計相對麻煩，結構想對復雜，成本較高。閉環控制系統是自動控制中廣泛采用的一種控制方式，用于要求高精度和高可靠性的場合。
3．功能模擬方法
定義：以功能和行為的相似性味基礎，用“模型”模擬“原型”的功能和行為的方法。
4．黑箱方法
定義：把將要研究的系統作為黑箱，通過對系統的輸入和輸出關系的研究，進而推斷出系統內部結構及其功能的方法。
能力要求：
了解干擾因素的概念，能分析具體控制系統的干擾因素
熟悉反饋的概念和作用，理解反饋對于閉環控制系統的作用
了解功能模擬方法和黑箱方法，能應用到簡單的案例分析中
四 控制系統的設計與實施
知識要點：
1．控制系統設計的一般思路
（1）因素：書上P118頁
（2）開環控制系統的設計：明確設計要求、被控對象、輸入量、輸出量、控制量。
（3）閉環控制系統的設計要求：第一，穩定；第二，控制精度必須符合要求；第三，有較好的抗干擾性能。
2．控制系統的設計與實施案例
閱讀書上相關內容
能力要求：
了解系統設計的相關因素
會正確、合理的設計簡單的開環控制系統和閉環控制系統
天津市新華中學
周鳳軍
2008-3-26

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