資源簡介

《技術與設計1》知識復習要點
第一章 走進技術世界
技術的概念及來源 a.技術的概念：P2
b.技術的來源：技術的產生源于人類的需求和愿望。
c.技術的產生與人類需求之間的關系：人類的需求促進了技術的產生并推動技術的發展；技術的產生和發展，能更好地滿足人們的需求，使人們的生活更加精彩。
一、技術的價值
1、技術與人（保護人、解放人、發展人）；P2-4
2、技術與社會；P5-8
促進社會生產的發展； 豐富社會文化的內容； 改變社會生活的方式
3、技術與自然。P8-10 利用自然；改造自然；保護自然
要求：1、理解技術對人、社會、自然的作用，并能對典型案例進行分析。
二、技術的性質
1、技術的五個性質； 技術的目的性；創新性；綜合性；兩面性；專利性。
2、技術與科學的區別與聯系；P14
科學 技術
概念 科學是對各種事實和現象進行觀察、分類、歸納、演繹、分析、推理、計算和實驗，從而發現規律，并予以驗證和公式化的知識體系 技術則是人類為滿足自身的需求和愿望對大自然進行的改造
側重點 認識自然 利用和合理地改造自然
目的 有所發現 有所發明
回答的問題 “是什么？”、“為什么？” “怎么辦？”
研究方法 通過實驗驗證假設，形成結論 通過試驗，驗證方案的可行性與合理性，并實現優化
舉例 牛頓發現萬有引力定律 瓦特發明蒸汽機
3、專利的作用；P17
4、專利申請的過程。P18 提交申請階段—— 受理階段—— 初審階段——
發明專利申請公布階段——發明專利申請實質審查階段——授權階段
要求：能結合典型案例分析技術的性質。
三、技術的未來
1、對待技術的態度。P20
理性看待技術，正確使用技術 ;從人類的根本利益出發 ,從人類的共同利益出發,從人類的長遠利益出發，更為負責 、更有遠見 、更具道德地使用技術，共同構建個人與社會、人類與自然、經濟與文化相協調的未來技術世界。
第二章 技術世界中的設計
一、技術與設計的關系
1、技術與設計的關系；P24-25技術的發展離不開設計、技術更新對設計產生重要影響
2、設計的豐富內涵。（技術設計與藝術設計，及其側重點）P26
技術設計側重---- 功能 材質 結構 工藝 舒適 程序 規范 規格
藝術設計側重---- 造型 對稱與平衡 色彩 美感 動感 節奏感 方向感 比例
要求：能結合典型案例分析技術與設計的關系。
二、設計中的人機關系
1、人機關系的概念；當人使用物品時,物品與人產生了的一種相互關系 , 稱為人機關系。
2、人機關系要實現的目標；（四點）P30-32高效、健 康、舒 適、安全 。
3、如何實現合理的人機關系。（四點）P32-34
普通人群與特殊人群、靜態的人與動態的人、人的生理需求與人的心理需求、信息的交互。
要求：熟悉人機關系要實現的目標及實現合理的人機關系需要考慮哪些關系。
三、技術試驗及其方法
1、技術試驗的概念及重要性；P36-37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稱為技術試驗。
技術試驗是技術設計過程中一種重要的技術內容，是技術設計的科學依據。使設計得以改進和完善，使設計的風險和失誤降到最低，把科學知識和技術原理物化為技術成果的一條基本途徑。驗證技術是否成功，發現問題、探究規律、優化技術，對技術應用的實現起到有力的保障作用。
2、技術試驗的分類；P37-38
根據應用的范圍不同進行分類，如： 農業試驗 、 工業試驗、國防試驗、 科學技術試驗。
根據目的的不同進行分類，如：性能試驗、 優化試驗、 預測試驗、 信息試驗等。
3、常用的技術試驗方法。（五種） 優選、模擬、虛擬、強化、移植試驗法
第三章 設計過程、原則及評價
一、設計的一般過程 1、設計的一般過程；（五個步驟）P46-54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
2、方案構思的主要環節；（五點）P47-51
1、收集信息 2、設計分析 3、方案構思 4、方案呈現 5、方案篩選
二、設計的一般原則 1、設計的七個原則；P57-65 1.創新原則 2.實用原則 3.經濟原則
4.美觀原則 5.道德原則 6.技術規范原則 7.可持續發展原則
2、設計的一般原則之間的關系。P66
設計是一項綜合活動，設計的各種原則不是各自獨立的，而是相互聯系、相互制約、相互影響的。
要求：能結合案例分析設計的各個原則。
三、設計的評價 1、設計評價的分類；P68
評價對象由兩部分組成：設計的過程、設計的成果評價者由兩部分組成：自我評價、他人的評價
2、設計過程的評價內容；P69 評價的內容：(1)設計過程是否完備；(2)分工是否合理；(3)采用的方法是否正確；(4)各個環節或階段的任務是否完成；(5)形成的中間成果（方案）是否符合要求；(6)全過程是否有質量控制和相應的監督、改進措施。
3、最終產品的評價依據70-71一是參照設計的一般原則進行評價，二是依據事先制定的設計要求進行評價。
要求：能根據設計要求對設計過程和最終產品進行多方面的評價；能用評價表和坐標圖對產品進行評價。
第四章 發現與明確問題
一、發現問題 1、發現問題的途徑與方法（3點）；P79-82
觀察日常生活、收集和分析信息 、技術研究和技術試驗
2、收集信息的多種方法（6點）；P80文獻法、 問卷調查法、 集體詢問法、
家庭走訪詢問法、 電話詢問法、 個別詢問法。
3、能通過各種渠道收集與發現問題相關的各種信息，并進行處理；P81-82
4、技術研究與技術試驗在發現問題中的重要性（3點）。P82從已有的技術研究中發現與之相聯的新問題----從已有的研究結論中發現新問題 --通過技術研究、技術試驗的過程中獲得靈感、體悟，進而發現新的問題
二、明確問題 1、明確問題的重要性（2點）P85明確問題的內容與價值，除了需要進行一些主觀的分析外，還可以借助于一些研究手段(如信息收集、調查分析等)來進行，這樣可以深化對問題的認識，進一步明確問題的內容與價值，又可以為分析問題解決的條件及實現的可行性、提出設計要求奠定基礎。
2、判斷問題是否明確的方法（3點）P84；
問題表述本身是否明確--抓住核心概念; 問題產生的原因是否明確--抓住問題所涉及的環境
提出問題的目的是否明確—抓住提出問題的情境和解決問題的基本條件
判斷問題是否有價值的標準（6點）P84；
3、能根據設計對象和現有的工作條件列出具體的設計要求，包括達到的標準和所受到的限制；P87-88
4、能制定一般的設計計劃表；P88-90
第五章 方案的構思及其方法
1、理解設計分析的基本思路，掌握產品設計分析的三個要素；P94-95物、人、環境
2、能對具體的產品進行設計分析，并能根據設計要求選擇合適的材料和標準件；P96-98
必須學會選擇標準件，如燈泡、燈座、插頭、開關等。這樣既可簡化制作過程，又能實現通用通換。
標準件是指經優選、簡化、統一并給以標準代號的零件或部件。
3、能針對某個具體設計對象，構思并制定符合一般設計原則、相關設計規范的設計方案；
4、掌握設計方案的幾種常用的構思方法（4種）；P99-101
(1)草圖法 (2)模仿法 (3)聯想法 (4) 奇特構思法
5、能對設計方案進行比較和權衡。P102-103
第六章 設計圖樣的繪制
一、設計表現圖 1、技術語言的種類及其應用（至少掌握6種）；P110-112
圖樣、圖表、模型、符號、聲音、手語和旗語、計算機程序、視覺、聽覺語言。
2、能用草圖法繪制基本圖形；P113-114
3、效果圖的識讀要點（3點）；P116
4、掌握基本幾何體的正等軸測圖的畫法。P117-118
二、常見的技術圖樣 1、一般技術圖樣所采用的投影方法——正投影法；
2、掌握三視圖的形成及投影規律，并能繪制簡單的三視圖；
3、尺寸標注的基本要求（4點）及尺寸三要素；P124
正確、 完整、 清晰、 合理。 尺寸界線 、 尺寸線、 尺寸數字
4、知道機械加工圖的組成部分（3部分）；P126
三視圖及其尺寸標注、 必要的其他視圖、標題欄和文字說明。
5、會畫簡單的剖視圖；P127-128
6、認識常見的電子元件的符號和含義。P128
第七章 模型或原型的制作
一、模型1、知道模型及其功能（2點）P138-139
使設計對象具體化、幫助分析設計的可能性
2、模型在不同階段的作用（5個）P140-141
草模、 概念模型、 結構模型、 功能模型 、 展示模型
二、工藝1、工藝的含義和常用工藝的種類；P142
工藝是指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。
工藝的種類：常見的工藝有加工工藝、裝配工藝、 檢測工藝、 鑄造工藝、 表面處理工藝等。
2、知道金屬材料的加工工序（6道）及常用的工具和設備。P143-150
劃線、鋸割、切削、鉆孔、連接、表面處理
劃線步驟：劃出基準、劃尺寸線、劃輪廓線、沖眼
鋸割操作要領:一、站位和握鋸要正確. 二、推鋸加壓 ( file: / / / E:\\通用1\\備課\\教案\\7\\7\\鉗.flv" \t "_parent ),回拉不 ( file: / / / E:\\通用1\\備課\\教案\\7\\7\\鉗工具.flv" \t "_parent )加壓. 三、鋸程要長. 四、推拉要有節奏.
三、制作模型一般可以分以下幾個步驟 1.選擇合適的材料2.根據本地的條件,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.對產品的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,檢測是否符合設計要求 8.設計方案進行修改,做成展示模型(樣品)
第八章 技術產品的使用和保養
一、產品說明書及其編寫
1、產品說明書的作用（2點）P158
指導用戶選擇產品、使用產品的“路標”和“向導”，幫助用戶了解產品的特性，確保用戶正確安全使用產品。
2、產品說明書的結構（3部分）及形式（2種）；P159-160
標題、 正文、 標記 條款直述式、 自問自答式
3、產品說明書的寫作要求（4點）P161-162及“產品說明書寫作六句話”。 P163
(1)充分考慮用戶的閱讀需要 (2)體現產品的設計特點
(3)不必平均用力，而應有所側重 (4)語言準確、 通俗、 簡潔、 內容條理清楚
不能說空話--.不說過時話---說好中國話--不說含糊話—說清楚提醒話—說好關鍵話
設計項目 帶光源鑰匙
第一周 資料收集與分析 收集電路圖設計方法及焊接工藝，收集各種適宜材料的特性用法，收集燈光顏色特性
第二至三周 制定設計方案 設計電路圖，確定制作材料，解決供電問題，確定燈光顏色
第四至五周 制作模型 制作一個鑰匙模型
第六周 測試評估及優化 制作一些鑰匙投入使用，收集使用者的反響，發現不足與問題，解決問題并優化方案
設計項目 帶聲控開關路燈
第一周 資料收集與分析 收集聲控開關的特性及用法，收集電路連接方面知識，收集路燈的各項額定數據
第二至三周 制定設計方案 設計帶聲控裝置的電路圖，繪制電燈的草圖，決定聲控開關控制電路方式
第四至五周 制作模型 制作一個路燈模型
第六周 測試評估及優化 在一條路上樹立含聲控裝置的燈，觀察其效果與性能，統計是否省電，發現不足之處與問題所在，解決問題優化產品
設計項目 消塵粉筆擦
第一周 資料收集與分析 收集如何安置吸塵設備的資料，研究電路設計方法，收集吸塵裝置的重量及大小
第二至三周 制定設計方案 設計粉筆擦內含吸塵設備的電路，設計吸塵裝置與粉筆擦內部最佳契合方式，解決粉筆擦清洗問題
第四至五周 制作模型 制作一個粉筆擦模型
第六周 測試評估及優化 生產幾個消塵粉筆擦投入使用，觀察其吸塵效果并發現不足給予改進與優化
設計項目 擴音振動發光電話機
第一周 資料收集與分析 收集老年人所需最佳聲音分貝的資料,收集發光裝置、振動裝置和擴音器的使用方法及與電話連接的方法
第二至三周 制定設計方案 設計一個帶擴音器、發光裝置、震動裝置的電話中的電路圖，決定其擴音范圍是否可調，決定其震動程度、光線明暗程度及持續時間
第四至五周 制作模型 制作一個電話機的模型
第六周 測試評估及優化 生產一些擴音振動發光電話機投入使用，收集使用者的反響，發現不足之處和問題，解決問題并優化產品
第一單元（結構與設計）知識點
一、結構的涵義：
1、結構的概念：
結構是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列，結構多種多樣且決定著事物存在的性質及功能。
自然界形形色色的結構給了人們無限的創造靈感和啟示（例蒼耳子、飛機、導彈跟蹤系統等）。
2、結構的分類：
根據物體的結構形態，通常將結構分為實體結構、框架結構 和 殼體結構三種基本類型。
實體結構是指結構體本身是實心的結構。它的受力特點是，外力分布在整個體積中，如實心墻、大壩等；
框架結構是指結構體由細長的構件組成的結構。其特點是，支撐空間而不充滿空間，如鐵架塔、建筑用腳手架，廠房的框架等；
殼體結構是指層狀的結構。它的受力特點是，外力分散作用在結構體的表面上，如摩托車手的頭盔、飛機的外殼、貝殼等。
生活中很多物體的結構是由兩種或兩種以上的基本結構類型組合而成，稱為組合結構，如埃菲爾鐵塔等。
二、結構的分析：
1、承受應力：
從力學角度來說，結構是指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。當一個結構受到外力作用時，內部各質點之間的相互作用會發生改變，產生一種抵抗的力，稱為內力。應力是構件的單位橫截面上所產生的內力，當應力達到某一極限（容許應力）時，結構就會遭到破壞。用公式表示為 =F/S，其中F是內力，S是受力面積， 是應力。
構件的受力形式多種多樣，基本受力形式有拉力、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力，很多情況下，構件可能同時受到幾種不同形式的力的作用。（結構的受力分析）
2、結構的穩定性：
結構的穩定性是結構在負載的作用下維持其原有平衡狀態 的能力。它是結構的重要性質之一。影響結構穩定性的因素有多種，主要有重心位置的高低、結構與地面接觸所形成的支撐面積的大小和結構的形狀、材料等。對于一個結構而言，如果重心所在點的垂線落在結構底面的范圍內，就是穩定的，不會出現傾倒。
3、結構的強度：
結構的強度是指結構具有的抵抗被外力破壞的能力。結構的強度與結構的形狀、使用的材料、構件之間的連接方式等因素有密切的關系。三角形是框架中最基本的形狀之一，它結實、穩定，所用材料最少。
結構構件的連接通常有兩類：鉸連接和剛連接。鉸連接是指被連接的構件在連接處不能相對移動，但可相對轉動。如門與門框的連接；剛連接是指被連接的構件在連接處既不能相對移動，也不能相對轉動，具體有榫接、膠接、焊接等，如固定鐵床架的連接。
三、結構的設計：
結構設計應以一種或幾種功能的實現為基本目標，應滿足設計規范，滿足使用者的基本需要。結構設計應考慮的主要因素有：功能、符合使用者對設計對象的穩定性和強度要求，安全因素，公眾和使用者的審美需求，使用者的個性化需要，對設計對象的成本控制要求和一定的使用壽命等。對于任何結構的設計安全是至關重要的因素。
步驟：確定結構設計方案———繪制簡單結構設計草圖———做出模型或原型
四、結構的欣賞：
優秀的結構設計不僅表現在結構的實用功能上，也表現在形式上，特別是功能與形式的統一上。古今中外許多能工巧匠把結構的功能與形式恰當地結合起來，形成了一些經典的結構。賞析結構設計作品，可從技術與文化兩個角度進行。
技術角度：使用功能、穩固耐用、造型設計的創意和表現力、材料合理性、工藝精湛程度等。
文化角度：文化寓意與傳達，美學原則，反映時代、民族、習俗方面特征，個性特征等。
第二單元（流程與設計）知識點
一、流程的涵義：
1、流程的概念：
流程是一項活動或一系列連續有規律的事項或行為進行的程序。任何流程都反映了一定的時序，體現出一定的環節。⑴ 環節：活動或事件在其發展的過程中，依據某種特征或方式，可將該過程分解為若干個小過程，稱這些小過程為環節。如：切種、布種、掩種環節，沖片和印片環節等。（2）時序：過程的經歷中，各環節按照一定的時間順序先后出現、完成。這種時間順序關系，稱為時序。如：先切種→ 再布種→后掩種。
2、流程的表達（流程圖）：
依據流程的性質及人們的表達習慣，流程圖有文字表達、表格表達、圖示表達、模型表達、動畫演示、方框圖、示意圖、程序等。
二、流程的分析：
1、生活與流程：
科學合理的流程，可以指導我們正確地做事，提高工作和學習的效率，是我們的生活變得有序、合理，為我們的安全提供保障（例洗衣、煮飯與燒菜的流程安排，碘鹽和味精佐料的加放流程，青霉素注射流程等）。
2、生產與流程：
運用科學合理的流程可以有效地組織生產、提高生產效率、保證產品質量、保證安全生產、保護環境等。
流程中工序的作業方式——串行和并行。上一道工序完成之后才能進入下一道工序——串行。幾項工作同時進行——并行。
3、簡單流程圖的識讀：
識讀流程圖的要點： ⑴找流程的環節，明確每個環節的功能和作用； ⑵弄清流程中時序的體現與特征； ⑶流程是技術的核心概念之一。不同的流程，產生的效益往往不同，“理解流程就是質量”、“流程就是效益”等。
三、流程的設計：
1、流程設計的基本要求：
⑴提高效率。⑵提高質量。⑶保證安全。⑷節省資源。⑸提高管理水平。⑹提高經濟效益。⑺其他，如注意環保、方便操作等。
2、流程設計中的基本因素：
研究內在屬性與規律，就是流程設計應該考慮的基本因素。
生產活動中的流程設計的基本因素主要有材料、工藝、設備、人員、資金和環境等。
不同行業的流程設計中考慮的基本因素各有差異。
3、流程設計的步驟：
第一步：首先要明確設計的目的和任務，明確流程所應遵循的內在變化規律。第二步：要分析現有材料、設備、資金、人員、工藝和環境等因素。第三步：列出流程涉及的主要事項，并進行初步的排列。第四步：分析各事項（步驟）之間的先后順序，合理地安排流程的時序和環節。第五步：選擇一個合適的表達方式畫出流程圖，對于有嚴格時間的時序，要標注時間。注意：流程設計的基本要素是環節和時序。
4、學畫流程設計的框圖：
畫流程設計框圖的一般方法：⑴根據對事物的內在屬性和規律的分析，以及有關的考慮，將流程的全過程，按每個階段的功能、作用的不同，分解為若干小過程——環節，并用方框表示環節。⑵按照每個小過程應該經歷的時間順序，將各環節依次排開，并用箭頭線連接起來。
四、流程的優化：
1、流程的優化及目的：
在設計和實施流程的過程中，經常需要進行不斷的修改和完善，這種對流程修改的過程，叫做流程的優化。
目的：提高工作效率、降低成本、降低勞動強度、節約能耗、減少環境污染、保證安全生產等。
2、流程優化的內容：
一般流程優化的主要內容有：工期優化、工藝優化、成本優化、技術優化、質量優化等。
對一個流程的優化，可以是整體的全面優化，也可以是對某一個指標進行優化。經常會有這樣的情況發生：某一個指標得到了優化，而使另外的指標下降了。比如，技術優化，可能使成本提高。成本優化了，也可能使質量下降。因此，在進行流程優化時，要綜合平衡，以取得整體優化的成效。
3、流程優化的條件：
⑴內部條件：對流程內在機理和規律的深入了解。比如對洗滌原理的了解，就會在流程中安排兩次漂洗；
⑵外部條件：設備和工藝水平的提高或完善，以及人員技術水平的提高。比如，只有在具備鍛壓設備時，才可能將法蘭盤的加工改為少量切削加工。
第三單元（系統與設計）知識點
一、系統的涵義：
1、系統的概念：
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，稱為系統。
構成系統，必須具備三個條件：第一，至少要有兩個或者兩個以上的要素（部分）才能組成系統；第二，要素（部分）之間相互聯系、相互作用，按照一定方式形成一個整體；第三，這個整體具有的功能是各個要素（部分）的功能中所沒有的。
2、 系統的組成、類型：
系統是普遍存在的，也是多種多樣的。根據需要，可以對系統進行不同的分類。如，可把系統分為自然系統和人造系統，自然系統是自然形成的系統（如生態系統），人造系統是由人工制造加工而成的系統（如計算機系統和機械傳動系統）；也可把系統分為實體系統和抽象系統，實體系統是實物形態的（如生物系統、機械系統），抽象系統是非實物形態的（如哲學系統）。
3、系統的基本特性：
系統的基本特性主要有整體性（全局、集合）、相關性（匹配、關聯）、目的性（功能）、動態性（更新）和環境適應性（自適應）等，這些特性都體現了一定的思想與方法。（結合課本相關案例，學會運用系統的基本特性，分析身邊的系統）。
二、系統的分析：
1、系統分析及其目的：
系統分析是指為了發揮系統的功能，實現系統的目標，運用科學的方法對系統加以周詳的考察、分析、比較、試驗，并在此基礎上擬訂一套有效的處理步驟和程序，或對原有的系統提出改進方案的過程。 目的：尋求解決問題的最佳決策。
2、系統分析的一般步驟：
明確問題，設立目標——收集資料，制定方案——分析計算，評價比較——檢驗核實，作出決策。
（結合田忌賽馬案例）
3、系統分析的主要原則：
系統分析應遵循整體性原則（丁謂修復皇宮）、科學性原則（三三進九不如二五一十）和綜合性原則（孝襄高速公路）。
三、系統的優化：
1、系統優化的目的：
系統的優化是指在給定的條件（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，使系統的目標值達到最大化（或最小化）。
最小的成本——最大的利潤；最短的工期——更多的工程量；最少的能耗——更多的產品；單位面積土地——更高的農業產量。（案例：農業間作套種，家具利潤問題等）
優化目標；目標函數；約束條件（不能人為調節）；影響因素（可以人為調節）。
2、系統優化的方法：
數學模型——最優解； 科學估算、試驗——滿意解。 結合案例，分析系統優化的實現。
四、系統的設計：
1、系統設計的目的、方法與過程：
系統設計是對各種各樣的系統進行調查分析、籌劃研究、評價實施、運行改善等，直到完成一個能協調工作的實際系統的過程。
系統設計要考慮其目的與要求（以系統的整體功能的最優為目的）、系統各部分之間的相互聯系與相互作用、對系統設計方案進行優化（整體優化，統籌兼顧）等問題。
2、系統設計的一般步驟：
系統設計的步驟包括：將系統分解為若干子系統；確定各子系統的目標、功能及其相互關系；對子系統進行技術設計和評價，對系統進行總體技術設計和評價等。
3、簡單系統的設計：
了解系統設計應解決的主要問題和基本的設計過程，寫出系統設計或系統優化設計的書面方案，包括必要的設計草圖以及量化數據。（案例：手電筒照明供電部分的設計）。
控制與設計
一、控制的手段與應用
1.控制的手段
⑴控制的含義：案例分析：大禹治水P96
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，這就是控制。
理解任何控制現象，都要明確控制的對象是什么，控制要達到什么目的和采取什么控制手段。
例如：人力三輪車轉彎過程中的方向控制問題，其控制的對象就是人力三輪車，控制的目的是為了改變三輪車行駛的方向，控制的手段是騎車人通過雙手轉動車把，改變前輪的方向并帶動后輪。
⑵控制的手段：控制的實現需要通過一定的手段。
從控制過程中人工干預的情形來分，控制有人工控制和自動控制。
人工控制是在人的直接干預和全程干預下進行的。人工控制又稱手動控制。
自動控制是指在無人直接參與的情況下，使事物的變化準確地按照期望的方向進行。按執行部件的不同，控制可分為機械控制、氣動控制、液壓控制、電子控制等。
有時，控制手段又可以綜合的。案例分析：從手搖扇到空調器P98
2.控制的應用
控制應用到生活中，提高了人們的生活質量，人類能夠在一定程度上按照自己的意愿改變周圍的環境，使之滿足人們的需要。
生產中往往需要對溫度、濕度、壓力、速度及加工動作等進行控制，控制在生產中得到了極為廣泛的應用。
控制在軍事、國防等領域也有著廣泛的應用。閱讀：控制論P101
二、控制系統的工作過程與方式
1.控制系統
案例分析：自行車行駛的速度控制的實現P102
案例分析：電風扇的風速控制的實現P102
任何一種控制的實現，都要通過若干個環節，這些環節構成一個系統，我們稱之為控制系統。一般的控制過程都有一個輸入和一個輸出，控制系統的輸入輸出之間有一定的對應關系。
控制系統一般分為開環控制系統和閉環控制系統。
2.開環控制系統
控制系統的輸出量不對系統的控制產生任何影響，這種控制系統為開環控制系統。
開環控制系統在日常生活中用途很廣。如十字路口的紅綠燈定時控制系統、樓宇的防盜報警控制系統、火災自動報警系統、公園的音樂噴泉自動控制系統等。
案例分析：自動門的控制系統P103
在控制系統中，為了分析的方便，常采用方框來表示系統的環節，用單向信號線來表示系統信號傳遞的方向，這種圖稱為控制系統的方框圖，它表示了系統的各個環節在系統中的位置、功能和相互之間的關系。對于開環控制系統，通常可以用下面的方框圖來描述：
輸入量即控制系統的給定量，如游泳池進水的設定時間；輸出量（被控量）即控制系統所要控制的量，也是控制系統的輸出信號，如游泳池的水位；被控對象即控制系統中所要求的裝置或生產過程，如游泳池；執行器即直接對被控對象進行控制的裝置或元件，如進水閥門；控制器即對輸入信號進行處理并發出控制命令的裝置或元件，如控制電路；控制量即執行器的輸出信號，如流過閥門的水量。
案例分析：水泵抽水控制系統P104
3.閉環控制系統
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稱為閉環控制系統。
簡單閉環控制系統的方框圖如下：
檢測裝置測量出被控量并返回到系統的輸入端； 是比較器，它將給定量與所檢測的被控量進行比較，求出偏差值；控制器將這一偏差值進行運算處理，并向執行器下達控制指令；執行器根據指令對被控對象進行控制，從而使被控量穩定在一定范圍內。
與開環控制系統相比，閉環控制系統多了一個由檢測裝置組成的環節。
三、閉環控制系統的干擾與反饋
1.干擾因素
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稱為干擾因素。
有的干擾因素是環境造成的，如影響自行車行駛速度的變化的自然風等；
有的干擾因素是人為原因所致，如影響飛機導航信號的手機信號等。
在控制系統中，干擾因素可能有一個，也可能有若干個。如戰士在大風大雨中進行射擊練習，風和雨都是子彈命中準確度的干擾因素?？刂葡到y在工作中必須克服干擾，使被控量穩定。
案例分析：電視機P109
有些情況可以利用干擾因素實現某種目的。如在軍事演習中，紅方利用一定頻率的電磁波對藍方的信息指揮系統進行干擾，使之不能正常工作。
2.反饋
（1）什么是反饋
控制系統中，將輸出量通過適當的檢測裝置返回到輸入并與輸入量進行比較的過程，就是反饋。
案例分析：投籃 P110
利用反饋來分析和處理被控制對象，通過系統的書出來調整系統的行為，使系統沿著預期的目標運用的方法，稱為反饋方法。如普通電水壺將水加熱至沸騰時，需要人工關閉電源，而自動電水壺具有擋水沸騰時自動切斷電源的功能，終究是運用反饋方法實現自動控制的結果。
(2) 閉環控制系統的工作過程
從反饋來看，閉環控制系統就是指在系統的輸出端與輸入端之間存在反饋問題，輸出量對控制過程產生影響的控制系統。閉環控制系統的核心是通過反饋來減少被控制量（輸出量）的偏差。
一個閉環控制系統，能夠克服外界干擾，使被控量控制在給定值附近。
案例分析：供水水箱的水位自動控制系統P112
案例分析：加熱爐的溫度自動控制系統P113
（3）閉環控制系統與開環控制系統的比較
開環控制系統一般結構簡單，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。
閉環控制系統設計比較麻煩，結構相對復雜，構成控制系統的成本較高。閉環控制系統是自動控制中廣泛采用的一種方式，用于要求高精度和高可靠性的場合。
3.功能模擬方法：以功能和行為的相似性為基礎，用“模型”模擬“原型”的功能和行為的方法，就是功能模擬法。
閱讀：功能模擬方法的提出 P115 思考：功能模擬方法對技術有何意義？
4.黑箱方法：把將要研究的系統作為黑箱，通過對系統輸入與輸出關系的研究，進而推斷出系統內部結構及其功能的方法，就是黑箱方法。黑箱方法提供了一種不必打開黑箱就可以研究其內部結構和功能的方法。例如，通過輸入圖像、電或聲音信號，觀測、分析腦電波的輸出反應，研究人腦對視覺或聽覺信息的傳遞、變換和處理功能，得知人腦內部結構的細節，就是黑箱方法的運用。
四、控制系統的設計與實施
1.控制系統設計的一般思路
設計好一個控制系統，應該明確這個系統要達到的目的是什么，所要控制的對象是什么，被控制對象有哪些重要的特性，被控量和控制量分別是什么，外界的主要干擾因素有哪些，選擇怎樣的設計方案既能達到目的，又能經濟、易于實現，如何選擇設備和元件，等等。
設計一個控制系統，是選擇開環控制還是閉環控制，應根據對控制精度的要求以及條件的可行性而定。能達到控制目的，采用易于實現的控制方式，降低控制成本、減少對環境的負面影響等，是我們進行控制系統設計必須考慮的基本問題。
控制系統的設計方案，還包括畫出必要的設計圖紙（控制電路設計或系統結構設計）和實施圖紙、撰寫說明書等。
（1）開環控制系統的設計
開環控制系統的設計相對比較簡單，在明確設計要求，明確被控對象、被控量和控制量后，即可考慮具體控制系統的方案。例如：普通電風扇控制系統的設計，被控對象是電風扇，被控量是電風扇輸出的風速，控制量是電機的轉速；若是具有定時功能的電風扇控制系統的設計，則需在開關環節加一個定時器。
案例分析：電吹風控制系統的設計 P119
設計要求：電吹風能根據不同的擋位（如冷風擋檔、熱風擋）輸出不同種類的風。
設計分析：電吹風控制系統的被控對象是電吹風裝置，被控量是風的速度和溫度，控制量是電機的電壓，干擾因素是房間溫度、電源電壓的波動等。
電吹風的控制工作過程：電吹風是要將其內部電熱絲的熱量通過一個小電風扇擴散出去。
方案構思：選擇開環控制系統實現電吹風的控制要求。
設定風的檔位就設定了電機的電壓和電熱絲的阻值，接通電源后，電機帶動一個小風扇轉動，產生的風通過電吹風的電熱絲，輸出的就是與設定的風種相對應的風。
確定了電吹風控制系統的設計方案后，畫出必要的電氣線路圖，選擇適當型號的元件和配件，進行組裝、調試。
（2）閉環控制系統的設計
簡單的閉環控制系統，基本要求：
第一，一個閉環控制系統要正常工作，首先必須是穩定的。
第二，控制系統的控制精度必須符合要求，即系統的輸出量與給定值之差應控制在允許的范圍之內。
第三，閉環控制系統應有較好的抗干擾性能。
在進行閉環控制系統的設計時，幾項控制要求之間往往會產生矛盾，需要結合具體問題全面解決或有所側重地解決。
案例分析：抽水馬桶水箱的自動控制系統的設計P120
設計項目：抽水馬桶水箱的自動控制系統
設計要求：⒈當水箱中的水位低于達到某一指定高度時，進水口立即進水。
⒉當水箱的水位達到某一指定高度時，進水口立即停進水。
⒊控制系統對控制精度和系統的穩定性均沒有特別的要求。
設計分析：⒈從設計要求來看，這是一種自動控制，因此選擇閉環控制系統。
⒉被控對象是抽水馬桶的水箱，被控量是抽水馬桶水箱水位的高度，控制量是進水管的水流量（即進水量），水箱水位的高度與進水量之間呈線性關系。
⒊主要干擾因素是水箱的出水流量。
方案構思：采用浮球作為水位高度的檢測裝置。當水箱的水位低于水箱的某一高度時，出現了水位差（給定的水位高度與實際水位高度之差），這個信號通過浮球、連桿機構傳給進水閥，使進水閥打開，從而水箱進水；當水箱的水位達到水箱的某個高度時，水位差為零，進水閥關閉。
水箱水位的控制過程：撥動沖水旋鈕，使出水閥打開，水箱沖水，與此同時，進水閥打開，水箱進水，直到指定水位時，進水閥關閉。
2.控制系統的設計與實施方案
案例分析：自動升旗簡易控制裝置的設計P121
本單元小結：
事物發展具有多種可能性。人們根據自己的目的，通過一定的手段使事物沿著某一確定方向發展，就形成了控制。人類的控制現象自古就有，隨著科學技術的發展進步，自動控制得以迅速發展?？刂频氖侄味喾N多樣，控制廣泛應用于人們的生產生活中。
開環控制系統是指輸出量不對系統的控制產生任何影響的控制系統。閉環控制系統是指在系統的輸出端與輸入端之間存在反饋回路，輸出量對控制過程產生影響的控制系統。控制系統的工作過程通?？梢杂梅娇驁D來表示。
在控制系統中，除輸入量以外引起被控量變化的各種因素，就是干擾因素。反饋是閉環控制系統的重要特征，體現了一定的思想方法，有著廣泛的應用。此外，功能模擬方法、黑箱方法在控制系統設計以及日常生活中也有著廣泛的應用。
設計一個控制系統，要明確控制目的、控制對象是什么，要弄清干擾因素以及被控量、控制量，選擇經濟、易于實現的手段來實現。

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