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通用技術(shù)《技術(shù)與設(shè)計(jì)2》
第三、四單元會(huì)考復(fù)習(xí)探討
長(zhǎng)興三中 費(fèi)根法
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會(huì)考復(fù)習(xí)內(nèi)容探討
一、會(huì)考內(nèi)容與會(huì)考要求
二、例題
三、技術(shù)設(shè)計(jì)方法（步驟）及案例
第三單元 系統(tǒng)與設(shè)計(jì)
一、會(huì)考內(nèi)容與會(huì)考要求
(一)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
1、系統(tǒng)的含義（理解）
系統(tǒng)是由相互聯(lián)系、相互作用、相互依賴、相互制約的若干要素或部分組成的具有特定功能的有機(jī)整體。
2、構(gòu)成系統(tǒng)必須具備三個(gè)方面的條件（理解）
第一、有兩個(gè)或兩個(gè)以上的要素構(gòu)成；第二、要素之間相互作用、相互聯(lián)系，并按一定方式構(gòu)成整體；第三、整體具有的功能是各個(gè)要素的功能所沒有的。
3、系統(tǒng)的分類（了解）
根據(jù)不同的需要，系統(tǒng)可分為:
1)自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)、
2)實(shí)體系統(tǒng)和抽象系統(tǒng)等不同的系統(tǒng)。
4、系統(tǒng)的基本特性（理解）
1）整體性 —系統(tǒng)的整體功能是各要素
在孤立狀態(tài)下所沒有的，
（2 >1+1）
2）相關(guān)性—各要素間或整體與部分間
的相互作用，相互聯(lián)系
3）目的性—具有某種目的和功能
4）動(dòng)態(tài)性—任何系統(tǒng)都處在運(yùn)動(dòng)變化
和 發(fā)展中
5）環(huán)境適應(yīng)性—系統(tǒng)必須適應(yīng)外部環(huán)
的變化
(二)系統(tǒng)的分析
1、系統(tǒng)分析的基本方法和一般步驟（應(yīng)用）
1）系統(tǒng)分析是一種科學(xué)決策的方法。系統(tǒng)分析的顯著特點(diǎn)是全面思考和解決問(wèn)題。借助于系統(tǒng)分析，可以正確地提出整體目標(biāo)，恰當(dāng)?shù)剡x擇方案，科學(xué)地確定行動(dòng)的方略。
2）系統(tǒng)分析的一般步驟，
明確問(wèn)題
設(shè)立目標(biāo)
收集資料
制定方案
分析計(jì)算
評(píng)價(jià)比較
檢驗(yàn)核實(shí)
作出決策
2、系統(tǒng)分析的主要原則（了解）
1）整體性：先分析整體，再分析部分；先看全局，后看局部；先看全過(guò)程；先看長(zhǎng)遠(yuǎn)，再看當(dāng)前。
2）科學(xué)性：要盡可能地運(yùn)用科學(xué)方法和數(shù)學(xué)工具進(jìn)行定量計(jì)算。
3）綜合性：當(dāng)系統(tǒng)存在若干個(gè)目標(biāo)時(shí)，應(yīng)將目標(biāo)排出優(yōu)先次序，首先選取最優(yōu)的目標(biāo)，然后盡可能在不損害第一個(gè)目標(biāo)的前提下完成下一個(gè)目標(biāo)。
3、分析影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素（應(yīng)用）
1）影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素是指對(duì)系統(tǒng)的目標(biāo)函數(shù)產(chǎn)生顯著影響，并且可以人為調(diào)節(jié)的因素。
2）通過(guò)對(duì)這些因素的優(yōu)化，使要做的事達(dá)到最優(yōu)的效果。
（三）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
1、簡(jiǎn)單系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法(應(yīng)用)
1)含義:在系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出滿足預(yù)定目標(biāo)的系統(tǒng)的過(guò)程。
2)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要問(wèn)題
系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的與要求
系統(tǒng)各部分之間的相互聯(lián)系與相互作用
系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化
3)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟。
①將系統(tǒng)分解為若干個(gè)小系統(tǒng)
②確定各子系統(tǒng)的目標(biāo)、功能及相互關(guān)系
③對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)
④對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行總體技術(shù)設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)
2、簡(jiǎn)單系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)
簡(jiǎn)單系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟和方法:
1、設(shè)計(jì)要求：
系統(tǒng)要達(dá)到的目的和要求
2、設(shè)計(jì)分析：
（1）系統(tǒng)分解若干個(gè)子系統(tǒng)
（2）運(yùn)用系統(tǒng)的思想考慮要解決的主要因素
3、設(shè)計(jì)方案：
4、試驗(yàn)和評(píng)價(jià)：
二、試題：
1、計(jì)算機(jī)程序?qū)儆谑裁聪到y(tǒng)，也屬于什么系統(tǒng)：（ ）
A、人造系統(tǒng)、抽象系統(tǒng)
B、人造系統(tǒng)、實(shí)體系統(tǒng)
C、自然系統(tǒng)、實(shí)體系統(tǒng)
D、自然系統(tǒng)、抽象系統(tǒng)
答案：A
本題屬容易題，主要考核對(duì)系統(tǒng)分類的了解
2、 下面關(guān)于系統(tǒng)的敘述，錯(cuò)誤的是（ ）
A、系統(tǒng)是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的要素組成
B、整體具有的功能是各個(gè)要素的功能中所
沒有的
C、在一個(gè)系統(tǒng)中，有時(shí)各要素之間往往是
互不相干的，甚至是相互對(duì)立的
D、任何系統(tǒng)都是一個(gè)動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)，處在運(yùn)
動(dòng)變化和發(fā)展中
答案：C
本題屬容易題，主要考核對(duì)系統(tǒng)含義的理解
3、前人雖不知系統(tǒng)論，但已經(jīng)不自覺地應(yīng)用了系統(tǒng)理論。在以下例子里，未能很好地體現(xiàn)系統(tǒng)理論的是（ ）
A．丁謂修復(fù)皇宮
B．田忌賽馬
C．都江堰水利工程
D．阿斯旺水壩
答案： D
本題屬容易題，主要考核對(duì)系統(tǒng)特性的理解
4、一堆沙子、鋼筋、水泥等等材料散放在一起沒什么意義，但是如果將它們按照一定的結(jié)構(gòu)形式造成一座橋梁，就具有了交通的功能，這個(gè)案例說(shuō)明系統(tǒng)最基本的特性是：（ ） A、目的性 B、動(dòng)態(tài)性 C、整體性 D、適應(yīng)性
答案： C
本題屬容易題，主要考核對(duì)系統(tǒng)基本特性“系統(tǒng)的整體性”的理解
5、下列日常用語(yǔ)中體現(xiàn)系統(tǒng)環(huán)境適應(yīng)性的是（　　）
A．春暖秋凍 　　　　　　 B．丟卒保車
C．一招不慎、全盤皆輸 　 D．三個(gè)臭皮匠頂個(gè)諸葛亮
答案： A
本題屬容易題，主要考核對(duì)系統(tǒng)基本特性“系統(tǒng)環(huán)境適應(yīng)性”的理解
6、電腦的主機(jī)箱應(yīng)該放在通風(fēng)良好的地方，如果放在封閉的空間就會(huì)造成電腦死機(jī)。這一現(xiàn)象說(shuō)明系統(tǒng)具有的基本特性是 ( )
A．整體性 B.目的性 C.相關(guān)性 D.環(huán)境適應(yīng)性
答案： D
本題屬容易題，主要考核對(duì)系統(tǒng)基本特性“系統(tǒng)環(huán)境適應(yīng)性”的理解
7、趙明同學(xué)家所在街道的人行道路在一年內(nèi)進(jìn)行了鋪設(shè)通訊線路、煤氣管道、下水管道修理三次施工，給市民帶來(lái)了生活的不便，這說(shuō)明對(duì)于道路的改造不符合系統(tǒng)設(shè)計(jì)的（ ）原則 A、整體性原則 B、動(dòng)態(tài)性原則
C、綜合性原則 D、人性化設(shè)計(jì)的原則
答案：A
本題屬容易題，主要考核對(duì)系統(tǒng)分析主要原則“整體性原則 ”的了解
8、某些情況下，綜合若干方案的優(yōu)點(diǎn)，會(huì)取得意外效果．現(xiàn)代醫(yī)學(xué)采用中西醫(yī)結(jié)合的方法攻克了許多疑難雜癥．上述例子利用了系統(tǒng)分析中的（　　?。?br/>Ａ．整體性原則　?。拢茖W(xué)性原則　?。茫C合性原則　?。模糠治龇椒?br/>答案：Ｃ
本題屬容易題，主要考核對(duì)系統(tǒng)分析主要原則“綜合性原則”的了解
9、關(guān)于系統(tǒng)分析以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）
A、系統(tǒng)分析是一種科學(xué)決策的方法
B、系統(tǒng)分析的顯著特點(diǎn)是全面地思考和解
決問(wèn)題
C、系統(tǒng)分析是一種經(jīng)驗(yàn)決策的方法
D 借助于系統(tǒng)分析，可以正確地提出整
體目標(biāo)，恰當(dāng)?shù)剡x擇方案、科學(xué)地確定
行動(dòng)的方略。
答案：C
本題屬容易題，主要考核對(duì)系統(tǒng)分析概念的理解
10、城市公交系統(tǒng)既要強(qiáng)化公共交通的安全，又要縮短車輛行駛的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益雙豐收。上述例子利用了系統(tǒng)分析中的（　　）
Ａ、綜合性原則　?。隆⒖茖W(xué)性原則　?。谩⒄w性原則?。?、定量分析方法
答案：Ａ
本題屬容易題，主要考核對(duì)系統(tǒng)分析主要原則“綜合性原則”的了解
11、系統(tǒng)優(yōu)化的意義（ ）
A、獲取系統(tǒng)的最佳效益或最佳性能
B、改善系統(tǒng)的環(huán)境
C、調(diào)整系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
D、改變系統(tǒng)的特征
答案：Ａ
本題屬容易題，主要考核對(duì)系統(tǒng)優(yōu)化的理解
12、影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素是指（ ）
A、對(duì)系統(tǒng)起著限制作用，并且不能人為
調(diào)節(jié)的因素。
B、對(duì)系統(tǒng)的目標(biāo)函數(shù)產(chǎn)生顯著影響，并且
可以人為調(diào)節(jié)的因素。
C、對(duì)系統(tǒng)起著限制作用，并且可以人為
調(diào)節(jié)的因素。
D、對(duì)系統(tǒng)的目標(biāo)函數(shù)產(chǎn)生顯著影響，并
且不能人為調(diào)節(jié)的因素。
答案：B
本題屬容易題，主要考核對(duì)系統(tǒng)優(yōu)化的理解
13、分析題
“阿波羅登月計(jì)劃”總負(fù)責(zé)人韋伯博士認(rèn)為，我們沒有使用一項(xiàng)別人沒有的技術(shù)。阿波羅登月飛船的每件東西都是原來(lái)已有的科學(xué)技術(shù)短程的物化，都有其特殊的功能，但就其單項(xiàng)技術(shù)來(lái)說(shuō)，它的任何一個(gè)部件都不具有上天的功能，然而登月飛船卻具有了宇宙飛行的功能。請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)的系統(tǒng)知識(shí)，談?wù)勀銓?duì)這段話的理解。
參考答案：1）整體性是系統(tǒng)的最基本特性。2）系統(tǒng)是一個(gè)整體，它不是各個(gè)要素的簡(jiǎn)單相加，系統(tǒng)的整體功能是各要素在孤立狀態(tài)下所沒有的。3）系統(tǒng)的整體功能大于組成系統(tǒng)各部分的功能之和。4）阿波羅登月飛船是一個(gè)整體，雖然每一個(gè)部件不具有上天的功能，但是它們按照一定的結(jié)構(gòu)形成一個(gè)整體，就具有了飛船的功能。
本題屬稍難題，主要考核對(duì)系統(tǒng)的整體性特性的理解
14、分析題
請(qǐng)看故事：猴子和鹿比本領(lǐng)，看誰(shuí)先摘到小河對(duì)岸那棵大樹上的桃子。比賽開始，小鹿順利地過(guò)了河，可來(lái)到大樹下，卻怎么也夠不到桃子，在那里干著急。而小猴也因?yàn)椴粫?huì)游泳只能在河邊打轉(zhuǎn)。最后，還是小猴想出了辦法，他對(duì)小鹿說(shuō)：“兄弟，現(xiàn)在咱們誰(shuí)都無(wú)法摘到桃子，就不用比賽了，不過(guò)你回來(lái)馱我過(guò)河，讓我去摘桃子吧?！焙髞?lái)兩人依照猴子的方法共同完成了摘桃子的任務(wù)。
上面的故事可以用系統(tǒng)的觀點(diǎn)加以說(shuō)明，請(qǐng)你分析上面的故事。
分析題參考答案：
猴子和鹿在各自獨(dú)立的狀態(tài)下都沒有摘桃子的能力，當(dāng)它們相互配合構(gòu)成一個(gè)整體成為一個(gè)系統(tǒng)之后，卻能夠形成摘桃子的能力。這里可以用系統(tǒng)的整體性來(lái)解釋：系統(tǒng)的各個(gè)要素由于相互的聯(lián)系、作用、配合、甚至制約形成一個(gè)整體，同時(shí)整體產(chǎn)生了要素不具備的新功能。
本題屬稍難題，主要考核對(duì)系統(tǒng)的整體性特性的理解
15、分析應(yīng)用題：
澳門大橋是一座雙向四車道（中間用欄桿隔離）的現(xiàn)代化大橋，連接了二個(gè)島嶼之間的交通，絕大部分居民都居住在A島，工作在B島，早晨上班時(shí)汽車大多數(shù)從A島向B島行駛，晚上下班時(shí)汽車又大多從B島向A島行駛，結(jié)果造成早晨A島到B島，晚上B島到A島的單向交通十分擁擠，澳門政府為了解決這個(gè)問(wèn)題，向市民征求意見，最后一個(gè)小學(xué)六年級(jí)的學(xué)生的方案被采用了。
你如何解決這個(gè)單向的交通擁擠問(wèn)題？請(qǐng)?zhí)岢鼋鉀Q這一問(wèn)題的幾種途徑，并選擇一種最經(jīng)濟(jì)、最有效可行、最容易實(shí)現(xiàn)的辦法，運(yùn)用系統(tǒng)分析方法，分步驟說(shuō)明你分析思考的過(guò)程。
分析應(yīng)用題參考答案：
1、明確問(wèn)題、設(shè)立目標(biāo)：
解決上下班交通擁擠，要求經(jīng)濟(jì)、容易實(shí)現(xiàn)、有可行性。
方案：
1）新建一座大橋。
2）停用私家車，采用公交車上下班。
3）采用活動(dòng)欄桿，早晨上班A島到B島加寬到三車道，B島到A島縮小為一車道，晚上下班時(shí)相反。
2、收集資料、制定立案：
3、分析計(jì)算、評(píng)價(jià)比較：
方案一：新建一座大橋，投資大、工期長(zhǎng)、不可行。
方案二：采用公交車上下班，能解決交通擁擠，但停
用私家車不現(xiàn)實(shí)，也不可行。
方案三：采用活動(dòng)欄桿，無(wú)需投資，并保持原有交通
方式，又能解決交通擁擠，方案可行。
4、檢驗(yàn)核實(shí)、作出決策：
經(jīng)反復(fù)論證和試行，方案三行之有效，最終采用。
本題屬稍難題，主要考核對(duì)系統(tǒng)分析的應(yīng)用能力
16、分析應(yīng)用題：
某中學(xué)設(shè)有兩個(gè)學(xué)生食堂，正常情況下每個(gè)食堂的就餐人數(shù)是500人。近兩年，隨著學(xué)校辦學(xué)規(guī)模的擴(kuò)大，就餐人數(shù)隨之增加，每個(gè)食堂就餐人數(shù)達(dá)到670人左右，每到中午就餐時(shí)間，學(xué)生們排著長(zhǎng)隊(duì)等待就餐。
如何減少學(xué)生就餐排隊(duì)時(shí)間？請(qǐng)?zhí)岢鼋鉀Q這一問(wèn)題的幾種途徑，并選擇一種經(jīng)濟(jì)、最有效可行、最容易實(shí)現(xiàn)的辦法，運(yùn)用系統(tǒng)分析方法，分步驟說(shuō)明你分析思考的過(guò)程。
參考答案：
系統(tǒng)分析：
1、明確問(wèn)題、設(shè)立目標(biāo)：
解決就餐時(shí)的排隊(duì)，要求經(jīng)濟(jì)、容易實(shí)現(xiàn)、
有可行性。
2、收集資料、制定方案：
方案：
1）新建一個(gè)學(xué)生食堂。
2）不同年級(jí)學(xué)生的下課時(shí)間錯(cuò)開10分鐘。
3）在就餐時(shí)間增加食堂的窗口和工作人員。
3、分析計(jì)算、評(píng)價(jià)比較：
方案一：新建一個(gè)學(xué)生食堂，投資大、工期長(zhǎng)、不可行。
方案二：不同年級(jí)學(xué)生的下課時(shí)間錯(cuò)開10分鐘，無(wú)需投資，方案可行。
方案三：在就餐時(shí)間增加食堂的窗口和工作人員，增加食堂的窗口和工作人員，也受到空間的限制，增加開支的限制。
4、檢驗(yàn)核實(shí)、作出決策：經(jīng)反復(fù)論證和試行，方案2 行之有效，最終采用。
本題屬稍難題，主要考核對(duì)系統(tǒng)分析的應(yīng)用能力
3-2簡(jiǎn)單系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1、設(shè)計(jì)要求：
系統(tǒng)要達(dá)到的目的和要求
2、設(shè)計(jì)分析：
（1）系統(tǒng)分解若干個(gè)子系統(tǒng)
（2）運(yùn)用系統(tǒng)的思想考慮要解決的主要因素
3、設(shè)計(jì)方案：
4、試驗(yàn)和評(píng)價(jià)：
臺(tái)燈的設(shè)計(jì)方案
一、臺(tái)燈的設(shè)計(jì)要求：
1、功能要求：基本的照明功能，輔助功能。
2、技術(shù)指標(biāo)：亮度≥300LX，不反光，不眩 目，絕緣度≥1MΩ等。
3、外觀要求：美觀，具有一定的裝飾果。
4、耐用性：結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，經(jīng)久耐用。
5、成本要求：不高于20元。
二、設(shè)計(jì)分析：
1、 臺(tái)燈設(shè)計(jì)需要考慮的主要因素: 功能、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全可靠、成本適當(dāng)、易于制作等
2、可把臺(tái)燈分解成支撐系統(tǒng)和電源系統(tǒng)，支撐系統(tǒng)的要素有底座、支撐架、燈罩；電源系統(tǒng)的要素有開關(guān)、電線、插頭、燈頭、燈泡
3、對(duì)各要素進(jìn)行具體設(shè)計(jì)分析
1）支撐系統(tǒng)
（1）底座：要保持穩(wěn)定，底要大些；選擇堅(jiān)固的、不易碎的材料；體現(xiàn)個(gè)性化的風(fēng)格。
（2）支撐架：支撐燈罩，決定臺(tái)燈的高度，還會(huì)影響到光線照射角度；應(yīng)選擇耐用、安全、低成本、美觀的材料。
（3）燈罩：調(diào)節(jié)光線、安全保護(hù)；選擇耐用、導(dǎo)熱性弱、不透明、反光度適宜、顏色和諧等特性的材料。
2）電源系統(tǒng)
（1）開關(guān)：通斷電源或調(diào)節(jié)光線亮度。（常見的臺(tái)燈開關(guān)有撥動(dòng)式開關(guān)、旋鈕式開關(guān)、觸摸式開關(guān)、光控開關(guān)、聲控開關(guān)等。）
（2）燈泡：應(yīng)選擇耐用且光線柔和的燈泡或燈管（中學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)間較長(zhǎng)，眼睛易疲勞，為了保護(hù)其視力，所要設(shè)計(jì)的臺(tái)燈應(yīng)連續(xù)平穩(wěn)地發(fā)光，一般選擇沒有頻閃或頻閃較低的燈泡。）
（3）燈頭：配套的燈頭
（4）電線：要求絕緣好、柔軟、有一定的抗拉強(qiáng)度（花線、雙絞線、護(hù)套線、電纜）
（5）插頭：三相插頭
三、臺(tái)燈設(shè)計(jì)方案：
方案1
方案2
方案3
方案4
附加功能設(shè)計(jì)
在臺(tái)燈底座上安裝日歷、筆筒、時(shí)鐘等附件。或增加定時(shí)開關(guān)功能，自動(dòng)報(bào)警功能。
臺(tái)燈材料的選擇：要注意盡量就地取材；并且要盡量使用可再生資源；學(xué)會(huì)選擇標(biāo)準(zhǔn)件。
在作設(shè)計(jì)分析時(shí)，應(yīng)考慮臺(tái)燈各部分之間的關(guān)系，使之成為一個(gè)協(xié)調(diào)的整體。
四、方案的比較和優(yōu)化
1、比較：
在多個(gè)方案經(jīng)構(gòu)思形成之后，我們往往要對(duì)這些方案進(jìn)行評(píng)判和比較，同時(shí)要從設(shè)計(jì)的目的出發(fā)，針對(duì)一些相互制約的問(wèn)題進(jìn)行權(quán)衡和決策，最后選出較為滿意的方案或集中各方案的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)。
2、方案優(yōu)化
1）優(yōu)化時(shí)首先要考慮最關(guān)鍵因素；
2）其次考慮穩(wěn)定性和耐久性；
3）最后考慮加工難易程度、成本、環(huán)保性等。
方案的優(yōu)化是一個(gè)綜合考慮過(guò)程，它們相互關(guān)聯(lián)、互相制約，要抓住設(shè)計(jì)的核心與關(guān)鍵，以達(dá)到最佳的效果。
第四單元 系統(tǒng)與設(shè)計(jì)
一、會(huì)考內(nèi)容與會(huì)考要求
(一)控制的手段與應(yīng)用
1、控制的含義、控制的目的和對(duì)象（理解）
1）控制的含義：人們按照自己的意愿和目的，通過(guò)一定的手段，使事物向期望的目標(biāo)發(fā)展，這就是控制。
2）根據(jù)案例理解什么是控制目的、控制對(duì)象
2、控制的手段和方法(了解)
1）從人工干預(yù)的情形來(lái)分：人工控制和自動(dòng)控制
2）從執(zhí)行控制的部件來(lái)分：機(jī)械控制、氣動(dòng)控制、液壓控制、電子控制等等。控制的手段可以是綜合的。
3、控制的應(yīng)用(理解)
控制廣泛應(yīng)用于日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防中的應(yīng)用、社會(huì)生活。
(二)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程與方式
給定量
被控量
控制量
控制器
執(zhí)行器
被控對(duì)象
檢測(cè)裝置
1、開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成：（應(yīng)用）
控制系統(tǒng)的輸出量不對(duì)系統(tǒng)的控制產(chǎn)生影響
2、閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成： （應(yīng)用）
控制系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端對(duì)控制過(guò)程產(chǎn)生影響
執(zhí)行器
控制器
輸入量
被控對(duì)象
輸出量
控制量
（三）閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋
1、什么是干擾（理解）
除輸入量以外引起被控量變化的各種因素稱為干擾。
干擾由環(huán)境或人為所致，要克服也可利用（應(yīng)用）。
2、反饋的含義（理解）
控制系統(tǒng)中，將輸出量通過(guò)適當(dāng)?shù)臋z測(cè)裝置返回到輸入端并與輸入量進(jìn)行比較的過(guò)程，就是反饋
控制器
執(zhí)行器
被控對(duì)象
給定值
被控量
干擾信號(hào)
+
反饋環(huán)節(jié)
-
3、閉環(huán)控制系統(tǒng)中反饋環(huán)節(jié)作用（了解）
4、閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程（了解）
5、功能模擬方法和黑箱方法（了解）
1)功能模擬方法
自動(dòng)控制是機(jī)器模擬人的功能。這種用“模型”模擬“原型”的功能和行為的方法，就是功能模擬法。
2)黑箱方法
通過(guò)對(duì)黑箱（系統(tǒng)）輸入與輸出的研究，進(jìn)而推斷出黑箱（系統(tǒng)）內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其功能的方法，就是黑箱方法。
（四）控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（應(yīng)用）
1、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要應(yīng)明確要達(dá)到的目的、控制對(duì)象、被控量和控制量、干擾因素的克服等，設(shè)計(jì)方案的選擇既要達(dá)到目的，又要易于實(shí)現(xiàn)。
2、設(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)的基本要求是穩(wěn)定性、精度和抗干擾性能符合要求。
3、設(shè)計(jì)步驟：
1）設(shè)計(jì)要求
2）設(shè)計(jì)分析
3）方案構(gòu)思
4) 方案的比較和優(yōu)化：
二、例題：
1、普通家用自行車的剎車控制是屬于：( ) A、機(jī)械控制
B、氣動(dòng)控制
C、液壓控制
D、電子控制
答案： A
本題屬容易題，主要考核對(duì)控制手段的了解
2、學(xué)校的打鈴系統(tǒng)目前一般都由電腦控制,其控制系統(tǒng)為( )
A. 機(jī)械控制、閉環(huán)控制系統(tǒng)
B. 電子控制、閉環(huán)控制系統(tǒng)
C. 機(jī)械控制、開環(huán)控制系統(tǒng)
D. 電子控制、開環(huán)控制系統(tǒng)
答案： D
本題屬容易題，主要考核對(duì)控制手段的了解
3、下列控制系統(tǒng)中屬于自動(dòng)控制系統(tǒng)的是（　　）
A．客廳電器按鈕開關(guān)
B．普通旋轉(zhuǎn)式自來(lái)水龍頭
C．某園藝公司內(nèi)的恒溫房
D．汽車駕駛
答案： C
本題屬容易題，主要考核對(duì)控制手段的了解
4、為了方便人們的出入,有些賓館安裝了自動(dòng)門,當(dāng)有人走近大門時(shí),門就會(huì)自動(dòng)打開,在這個(gè)過(guò)程中,控制系統(tǒng)的輸入是( )
A. 門的開啟
B. 門的關(guān)閉
C. 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)
D. 人體發(fā)出的信號(hào)
答案： D
本題屬容易題，主要考核對(duì)控制系統(tǒng)基本組成的理解
5、下列控制系統(tǒng)中，屬于開環(huán)控制系統(tǒng)的是（ 　　 ）。
A、電冰箱的溫度控制
B、計(jì)算機(jī)的CPU上的風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速控制
C、現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)溫室的溫度控制
D、紅綠燈定時(shí)控制系統(tǒng)
答案： D
本題屬容易題，主要考核對(duì)控制系統(tǒng)工作過(guò)程的理解
6、簡(jiǎn)單的閉環(huán)控制系統(tǒng)區(qū)別于開環(huán)控制系統(tǒng)的環(huán)節(jié)是（ ）
A．控制器
B．執(zhí)行器
C．被控對(duì)象
D．檢測(cè)裝置.
答案： D
本題屬容易題，主要考核對(duì)控制系統(tǒng)基本組成的理解
7、在控制系統(tǒng)中克服干擾的主要手段是（ ）
A．增加反饋環(huán)節(jié)
B．加強(qiáng)人工監(jiān)測(cè)
C．消除外界干擾因素
D．人工控制和自動(dòng)控制相結(jié)合
答案： A
本題屬容易題，主要考核對(duì)控制系統(tǒng)主要干擾因素的了解
8、自行車剎車控制過(guò)程如下：剎車時(shí)，施加一定的握把力，通過(guò)杠桿系統(tǒng)，使剎車片壓緊車圈（或輪軸），車輪減速。剎車握緊力與車輪轉(zhuǎn)速一一對(duì)應(yīng)。這是一個(gè)開環(huán)控制系統(tǒng)，其方框圖如下。 在這個(gè)控制系統(tǒng)中執(zhí)行器是（ ）。
A．握把 B．杠桿系統(tǒng) C．剎車片 D．車輪
答案： C
本題屬容易題，主要考核對(duì)控制系統(tǒng)基本組成和工作過(guò)程的理解
第27題圖
9、下圖是水泵抽水控制系統(tǒng)的方框圖　
其中，電機(jī)充當(dāng)（ ）
A、控制器 B、執(zhí)行器
C、被控對(duì)象 D、控制量
答案： A
本題屬容易題，主要考核對(duì)控制系統(tǒng)基本組成的理解
電機(jī)
水泵
水流量
水管排出水
　（輸出）
接通電源
（輸入）
水管
10、閉環(huán)控制系統(tǒng)中的反饋環(huán)節(jié)的主要作用是（ ）
A、減少輸入量的偏差
B、減少輸出量的偏差
C、消除干擾因素
D、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制
答案： B
本題屬容易題，主要考核對(duì)控制系統(tǒng)反饋環(huán)節(jié)作用的了解
11、“黑箱”方法主要是研究系統(tǒng)的（ ）
A．輸入與輸出的關(guān)系
B．內(nèi)部與外部的關(guān)系
C．結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系
D．要素與整體的關(guān)系
答案： A
本題屬容易題，主要考核對(duì)控制系統(tǒng)黑箱方法的了解
12、分析供水水箱的水位自動(dòng)控制系統(tǒng)方框圖，請(qǐng)回答下列問(wèn)題
（1）本控制系統(tǒng)中的反饋環(huán)節(jié)是如何工作的？
（2）本控制系統(tǒng)的控制對(duì)象是什么？被控量和輸入
量是什么？
（3 該控制系統(tǒng)工作時(shí)，主要的干擾因素有哪
些
（1）本控制系統(tǒng)中的反饋環(huán)節(jié)是這樣工作的:當(dāng)水箱的水流量增大時(shí),水位下降,液位傳感器測(cè)出水位后與給定值比較,其偏差進(jìn)入控制器,通過(guò)控制器的輸出信號(hào)調(diào)節(jié)閥門,將閥門開大,使水位回到給定值;反之亦然
（2）本控制系統(tǒng)的控制對(duì)象是水箱,被控量是實(shí)際水位,輸入量是給定水位
（3 該控制系統(tǒng)工作時(shí)，主要的干擾因素有水箱的出水量和水的蒸發(fā)
本題屬稍難題，主要考核對(duì)控制系統(tǒng)工作過(guò)程和主要干擾因素的了解和應(yīng)用.
13、分析家用電冰箱溫度控制系統(tǒng)方框圖，請(qǐng)回答下列問(wèn)題。
(1)本控制系統(tǒng)中的反饋環(huán)節(jié)是如何工作的？（4分）
(2)本控制系統(tǒng)中的控制對(duì)象是什么？被控量和輸入量
是什么？（3分）
(3)該控制系統(tǒng)工作時(shí)，主要的干擾因素有哪些？（2分)
(1)本控制系統(tǒng)中的反饋環(huán)節(jié)是這樣工作的:當(dāng)冰箱內(nèi)的溫度升高時(shí), 電冰箱測(cè)量裝置測(cè)出溫度后與給定值比較,其偏差進(jìn)入控制裝置,通過(guò)控制裝置的輸出信號(hào)控制制冷裝置起動(dòng), 使溫度回到給定值;反之亦然（4分）
(2)本控制系統(tǒng)中的被控對(duì)象是冰箱,被控量是冰箱實(shí)際溫度,輸入量是設(shè)定溫度（3分）
(3)該控制系統(tǒng)工作時(shí)，主要的干擾因素有冰箱門被打開、放入熱的食品、環(huán)境溫度變化大、電壓波動(dòng)等。（2分)
本題屬稍難題，主要考核對(duì)控制系統(tǒng)工作過(guò)程和主要干擾因素的了解和應(yīng)用.
14、如圖所示是水箱液位控制系統(tǒng)，當(dāng)水箱出水量大時(shí),水位下降浮子下沉，帶動(dòng)活塞偏離進(jìn)水口位置，此 時(shí)進(jìn)行補(bǔ)水直到水箱里的水位上升到給定水位，浮子上浮，活塞歸位。在這個(gè)系統(tǒng)中，浮子、活塞以及兩者之間的連桿機(jī)構(gòu)組成一個(gè)杠桿系統(tǒng)。試回答以下問(wèn)題：
（1）該控制系統(tǒng)是開環(huán)控制還是閉環(huán)控制？（2分）
（2）該控制系統(tǒng)的輸入量和輸出量分別是什么？（2分）
（3）該控制系統(tǒng)中浮子起什么作用？（2分）
（4）畫出控制系統(tǒng)的框圖。（4分）
答：
（1）閉環(huán)控制系統(tǒng)（2分）
（2）輸入量：給定水位 輸出量：實(shí)際水位（2分）
（3）該控制系統(tǒng)中浮子起檢測(cè)輸出量和輸入量差值的作用。若學(xué)生回答起反饋?zhàn)饔靡舱J(rèn)為正確。（2分）
（4）控制框圖如下：（4分）
本題屬稍難題，主要考核對(duì)閉環(huán)控制系統(tǒng)基本組成的理解和簡(jiǎn)單方框圖應(yīng)用
16、加熱爐的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng)，爐內(nèi)的溫度可以通過(guò)控制器來(lái)控制使之穩(wěn)定在給定的溫度值上?？刂葡到y(tǒng)由控制器、執(zhí)行器、被控對(duì)象和檢測(cè)器等組成。
被控對(duì)象：加熱爐；
被控量：爐內(nèi)溫度；
執(zhí)行器：爐內(nèi)的加熱器；
控制器：一種電子或微機(jī)控制裝置。它根據(jù)輸入給定植與檢測(cè)反饋值的比較信號(hào)控制
執(zhí)行器的動(dòng)作；
檢測(cè)器：熱電偶（具有檢測(cè)和傳感的作用），它將信號(hào)返回到輸入端，構(gòu)成反饋環(huán)節(jié)。
（下圖是加熱爐的溫度自動(dòng)控制示意圖）
請(qǐng)根據(jù)以上信息回答以下問(wèn)題：
請(qǐng)根據(jù)以上信息回答以下問(wèn)題：
1、請(qǐng)畫出加熱爐的溫度自動(dòng)控制系
統(tǒng)的方框圖。（3分）
2、通過(guò)給定的信息，簡(jiǎn)要說(shuō)明它的
工作過(guò)程。（4分）
3、此控制系統(tǒng)工作時(shí)，主要受到的干擾因素有那些？系統(tǒng)是如何克服干擾使?fàn)t溫穩(wěn)定在給定范圍的？（4分）
本題屬較難題，主要考核對(duì)閉環(huán)控制系統(tǒng)基本組成和工作過(guò)程的理解和簡(jiǎn)單方框圖和主要干擾因素應(yīng)用
（1）控制方框圖（3分）
控制器
加熱器
加熱爐
檢測(cè)裝置（反饋）
比較器
干擾
溫度設(shè)置
爐內(nèi)溫度
（2）它的工作過(guò)程是：溫度檢測(cè)裝置測(cè)出加熱爐內(nèi)的溫度，并隨時(shí)與給定的溫度值進(jìn)行比較，若加熱爐內(nèi)的溫度高于給定的溫度，則通過(guò)控制器調(diào)整調(diào)圧器的電壓，使通過(guò)電阻絲（加熱器）的電流減小，爐內(nèi)溫度下降；若加熱爐內(nèi)的溫度低于給定的溫度，則通過(guò)控制器調(diào)整高壓器的電壓，使通過(guò)電阻絲（加熱器）的電流增大，爐內(nèi)溫度上升，并維持在正常值的范圍內(nèi)，從而使加熱爐的溫度基本穩(wěn)定在給定的溫度值上。（4分）
（3）在加熱爐控制系統(tǒng)中，主要干擾因素有加熱爐外的溫度變化、加熱器電壓的波動(dòng)等；
（2分）系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)裝置檢測(cè)爐內(nèi)的溫度值，與給定的溫度值相比，將偏差傳給控制器控制，從而克服干擾，使溫度穩(wěn)定在給定范圍內(nèi)。（2分）
17、例題：
下圖是電壓力鍋簡(jiǎn)易原理圖：A 為密閉鍋體，鍋蓋面積為400cm2。R1為工作時(shí)的加熱電阻，L為指示燈，其電阻為20Ω，R2為保溫電阻。S1為電源開關(guān)， S2為壓力開關(guān)，閉合S1后，電路通過(guò)R1對(duì)電壓力鍋加熱，當(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)達(dá)到設(shè)定值時(shí)，水開始沸騰，鍋底向下移動(dòng)，壓力開關(guān)與觸點(diǎn)a斷開，并與b點(diǎn)接通，起到控壓控溫的目的，此時(shí)保溫電路的總功率為20W。當(dāng)鍋內(nèi)壓力下降，內(nèi)鍋上移，壓力開關(guān)與觸點(diǎn)a接通，電路通過(guò)R1對(duì)電壓力鍋繼續(xù)加熱，如此循環(huán)往復(fù)，以保證鍋內(nèi)的壓力達(dá)到設(shè)定值。（10分）
根據(jù)以上分析，請(qǐng)回答下列列問(wèn)題。
（1）電壓力鍋對(duì)壓力的控制方式屬于開環(huán)控制還是閉環(huán)控制？（2分）
（2）控制系統(tǒng)中控制器、執(zhí)行器、被控對(duì)象、檢測(cè)器、被控量各是什么？（4分）
（3）畫出電壓力鍋對(duì)壓力控制系統(tǒng)的方框圖（4分）
給定
壓力
實(shí)際壓力
控制量
控制器
（S2）
執(zhí)行器
（R1）
被控對(duì)象
（電壓力鍋）
檢測(cè)裝置
（S2）
（1）是閉環(huán)控制
（2）控制器：S2壓力開關(guān)。執(zhí)行器：R1加熱電阻。被控對(duì)象：電壓力鍋。檢測(cè)器：S2壓力開關(guān)。被控量：鍋內(nèi)蒸汽壓力。
（3）控制系統(tǒng)的方框圖
本題屬稍難題，主要考核對(duì)閉環(huán)控制系統(tǒng)基本組成的理解和簡(jiǎn)單方框圖的應(yīng)用

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