資源簡介

(共41張PPT)
什么是控制
事物的發展與變化具有多樣性。
如果人們想達到一定的目的，就必須采取一定的手段來實現。
控制的定義：
人們按照自己的意愿和目的，通過一定的手段，使事物向期望的目標發展，這就是控制。
控制的含義
對控制現象理解從下面三個方面入手：
1、對象：控制的對象是什么？
2、目的：控制要達到什么目的？
3、手段：要采用什么樣的手段來控制？
控制是根據自己的目的，通過一定的手段使事物沿著某一確定方向發展的行為和過程。
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。
控制的手段
電燈的的控制
電路、燈
“開與關”
燈“亮與滅”
輸入
輸出
電風扇的控制
電路、電機、扇葉
風速擋位
風速
輸入
輸出
控制系統的特征
自動門控制系統的方框圖
開環控制系統：像這樣信息只從輸入端傳遞到輸出端，沒有信息反饋的控制系統，稱為開環控制系統。
電機
自動門
控制電路
門的開啟
或關閉
人體
熱輻射
轉動
紅外傳感器
執行器
被控對象
控制器
輸出
輸入
控制量
傳感器
開環控制系統的方框圖
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端并與輸入量進行比較的過程，就是反饋。
投籃
×
控制器（大腦）
執行器（手）
被控對象（籃球）
籃球實際投擲的位置
監測裝置（眼睛）
籃圈的位置
+
-
（1）什么是反饋
游泳池注水控制系統
定時器 進水閥門 游泳池
設定注水時間 水流量 游泳池水位
(輸入) (輸出)
自動門的控制系統
控制電路 電機 自動門
紅外線信號 轉動 門的開啟或關閉
游泳池注水控制系統方框圖：
簡單閉環控制系統的方框圖：
被控對象
執行器
控制器
給定量
控制量
被控量
檢測裝置
比較器
-
+
游泳池
進水閥門
控制器
給定水位
水流量
游泳池的水位
（輸出）
檢測裝置
比較器
+
-
閉環控制系統
控制實例2
機械控制、自動控制
瓦特式速度調節器的發明 ，1769年瓦特發明的蒸汽機，推動了工業革命的進一步發展。但是，當時的蒸汽機需要人不斷地手工調節蒸汽閥門才能保持蒸汽機的速度穩定，蒸汽機的應用受到調速精度的限制。為了解決蒸汽機的速度控制問題，瓦特于1788年又發明了飛球調節器，這是被公認的第一個自動控制系統。其工作原理如圖所示。它是一個與發動機機軸相聯的機械裝置，當發動機的負載減輕導致發動機轉速升高時，飛球調節器的轉速也升高，離心力增加，
調節閥開大燃油閥門，從而提高發動機速度。
1、系統的含義：
　　是由相互聯系、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、構成系統的三個條件
3、系統的類型
3、系統的基本特性
(5)環境適應性
(4)動態性
(3)目的性
(2)相關性
(1)整體性
整體的角度
聯系的觀點
發展的眼光
運用系統分析的方法處理具體問題時，主要要遵循三大原則： 整體性原則丁謂在修復皇宮工程、科學性原則科學方法和數學工具進行定量分析、綜合性原則。
認識流程
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。
我們可以把流程理解為為了一定的目的去做事情的順序。
家庭住房裝修的各個步驟都有開始時間和持續時間，而且這一系列步驟都是按一定的先后順序進行的。我們把這種時間上的先后順序叫做時序。
房屋的室內裝修過程經歷了一系列具體的階段，我們把完成某個具體目標、組織某項生產或某個活動過程的若干階段或小的過程叫做環節。
環節和時序
流程的性質以及表達習慣
流程圖有文字表達、表格表達、圖示表達等方式，有些場合還可以用模型表達、動畫演示等。
有的用箭頭表達時序，有的用數字序號表達時序，還有的用時間表達時序。流程圖中的序號或方框反映了環節、工序的具體情況。
３. 流程優化的指標
工期優化，工藝優化，成本優化，技術優化，質量優化等
在優化時應抓時主要矛盾，突出重點指標的優化，綜合權衡，以達到整體優化。
結構的類型
實體結構、框架結構、殼體結構
實體結構：結構體本身是實心的，它的受力特點是：外力分布在整個體積中，如實心墻，大壩。
框架結構：結構體由細長的構件組成的結構。受力特點：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。
殼體結構：通常是指層狀的結構。受力特點是：外力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。
拉 力 物體所承受的拉拽力
壓 力 擠壓物體的力
剪切力 兩個距離很近 ,大小相等,方向相反,且作用于同一物體上的平行力
扭轉力 反方向向物體兩端均勻施力 ,使物體發生扭轉形變的力
彎曲力 作用于物體 ,使它產生彎曲的力
構件的基本受力形式：拉力、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力。
1 結構與穩定性
結構的穩定性(Stability)是指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。
影響結構穩定性的主要因素
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的大小
結構的形狀等
2 結構與強度
結構的強度(Strength)是指結構具有抵抗被外力破壞的能力.
海嘯
大壩
結構的 材料
不同材料構成的結構，其強度各不相同。有抗拉力、壓力、剪切力和扭曲力性能的，所以在不同結構不同要求中，選擇不同特性的材料。
梁的示意圖
壓力
拉力
跳板材料
結構形狀
各種形狀的橫截面構件，所承受力的程度是不一樣的。
三角形是框架結構最基本的形狀之一，結實、穩定、材料最少。在四邊形、六邊形構件中，加上三角形支撐件，就可大大增加構件的牢固程度。
結構構件的連接
鉸連接：被連接的構件在連接處不能相對
移動，但能相對轉動。
剛連接：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。
技術試驗
技術試驗——為了某種目的所進行的嘗試、檢驗、優化等探索性實踐活動。
技術試驗在生產、生活中的應用：
床墊耐久性試驗、安全帽沖擊試驗、袁隆平雜交水稻試驗
原子彈爆炸試驗、汽車碰撞試驗、飛機風洞試驗等
性能試驗
通過改變所給的條件，測量試驗對象的狀態變化并分析其原因，明確試驗對象的性能或性能故障。
優化試驗
對試驗對象進行優化或條件組合，如農業中不同品種的對比試驗。
預測試驗
預測被試對象狀態的變化及產生的后果。
(閱讀:對安全帽的超載試驗)
信息試驗
通過測量、采集、識別和處理信息來影響試驗效果。
2. 技術試驗方法
優選試驗法
模擬試驗法
虛擬試驗法
移植試驗法
強化試驗法
運用數理統計的方法,選定若干次典型意義的試驗,邏輯地推出全部試驗所達到的最佳效果.
通過再現的形式來模擬現實發生情況的方法
利用計算機技術來虛擬現實中的技術設計原形并進行試驗的方法
通過擴大和強化試驗對象的作用,以提高試驗效率的方法
在相互具有差異的事物之間,將某些共同相關的因素從一物移植到另一物進行試驗法
人機關系
(1)人機關系的定義：人和周圍物品的關系。
(2)人機關系的目標：
Ａ、高效。（案例：鐵鍬作業的效率）
Ｂ、健康。（案例：座椅的設計）
Ｃ、舒適。(案例：書包背帶寬)
Ｄ、安全。（案例：汽車安全帶）
(3)合理的人機關系還需考慮以下幾個方面：
Ａ、普通人群與特殊人群（案例：地鐵出入口的設計）
Ｂ、靜態的人與動態的人。（案例：人與床之間的關系）
Ｃ、人的生理需求與心理需求。（案例：學習用臺燈的設計）
Ｄ、信息交互。（案例：手機的來電顯示，釣魚時對是否咬鉤的判斷）
尺寸標注
尺寸標注基本規則：
（1）機件的真實大小以圖樣上標注的尺寸數值為依據，與圖形的大小和繪制的準確度無關；
（2）圖樣中的尺寸均以毫米為單位，不注寫單位，否則必須注明單位；
（3）尺寸標注的要求是：
　　正確：即標注的方法要符合國家標準的有關規定。
　　完整：尺寸標注要齊全，不遺漏，不重復。
　　清晰：尺寸標注要整齊，便于閱讀和查看。
　　合理：尺寸標注要符合設計和工藝要求。
（4）尺寸的組成。圖紙上一個完整的尺寸包括三個要素，即尺寸數值、尺寸線和尺寸界線。
物
產品設計
人
環境
產品本身
用戶
使用的環境
設計分析應該從人——物——環境三方面去分析。

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