技术与设计2-复习知识要点ppt课件.ppt

1、SURFIN USAYOUR SUBTITLE GOES HERE复习知识要点复习知识要点1Transitional Page2YOUR TOPIC GOES HEREYour subtopic goes here1、结构的五种受力形式：、结构的五种受力形式： a 拉力、压力、剪切力、 弯曲力、扭转力 3Your subtopic goes here2、结构的分类：、结构的分类：b实体结构实体结构（如实心墙、大坝、柱等）框架结构框架结构是指结构体由细长的构件组成的结构（如铁架塔、建筑用脚手架，厂房的框架等）壳体结构壳体结构其受力特点是：把所受的力分散在其表把所受的力分散在其表面上面上。（如摩托

2、车手的头盔、飞机的外壳、贝壳等）。（由两种或两种以上的基本结构类型组合而成，称为组合结构组合结构，如埃菲尔铁塔等）4稳固结构的探析稳固结构的探析 1、影响结构、影响结构稳定性稳定性的主要因素：的主要因素：b结构的重心位置结构的重心位置结构与地面接触所形成的支撑面积的结构与地面接触所形成的支撑面积的大小大小结构的形状结构的形状5稳固结构的探析稳固结构的探析 2、影响结构、影响结构强度强度的主要因素：的主要因素：c （结构（结构的强度是指结构具有的抵抗被外力破坏的强度是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力）的能力） 结构使用的材料结构的形状各构件之间的连接方式6稳固结构的探析稳固结构的探析 铰连接铰连

3、接被连接的构件在连接外被连接的构件在连接外不能相对移不能相对移动，但可相对转动动，但可相对转动。如门与门框的连接、松铆、。如门与门框的连接、松铆、松螺栓，伞骨间。松螺栓，伞骨间。刚连接刚连接被连接的构件在连接处被连接的构件在连接处既不能相对既不能相对移动，也不能相对转动移动，也不能相对转动。如榫接（木材）、胶。如榫接（木材）、胶接、焊接（金属）。接、焊接（金属）。7稳固结构的探析稳固结构的探析 3、结构与功能的关系：、结构与功能的关系：b 结构的改变可能导致功能的变化。结构的改变可能导致功能的变化。8 1、结构设计应考虑的主要因素：、结构设计应考虑的主要因素：a功能、安全、寿命、成本、美观、强

4、度、稳定性、重量、维修、清洗、使用习惯、人机关系等。9 2、简单结构的设计：、简单结构的设计：c 设计项目设计项目设计要求设计要求设计分设计分析析设计方案设计方案呈现草图呈现草图（如：设计相框、雨伞架、垃圾桶、鞋（如：设计相框、雨伞架、垃圾桶、鞋柜、衣架、笔桶等）柜、衣架、笔桶等）10 经典结构设计的欣赏与评价：经典结构设计的欣赏与评价：C C（可从（可从技术和文化两个角度进行）技术和文化两个角度进行）P30P30使用功能、稳固耐用、造型设计使用功能、稳固耐用、造型设计的创意和表现力、材料合理性、工艺精湛程的创意和表现力、材料合理性、工艺精湛程度等。度等。文化寓意与传达，美学原则，反文化寓意与

5、传达，美学原则，反映时代、民族、习俗方面特征，个性特征等。映时代、民族、习俗方面特征，个性特征等。11Transitional Page第二单元第二单元 流程与设计流程与设计121、流程的含义：、流程的含义：a P41 流程是一项活动或一系列连续有规流程是一项活动或一系列连续有规律的事项或行为进行的程序。律的事项或行为进行的程序。132、流程对生活工作、生产的意义：、流程对生活工作、生产的意义：b对生活工作对生活工作 ： P43提高工作和学习的效率，使我提高工作和学习的效率，使我们生活变得有序、合理，为我们的安全提供保障。们生活变得有序、合理，为我们的安全提供保障。（例：洗衣、煮饭与烧菜的流程

6、安排、碘盐和味精（例：洗衣、煮饭与烧菜的流程安排、碘盐和味精佐料的加放流程、青霉素注射流程等）佐料的加放流程、青霉素注射流程等）对生产对生产：P45运用科学合理的流程可以有效地组织运用科学合理的流程可以有效地组织生产、提高生产效率、保证产品质量、保证安全生生产、提高生产效率、保证产品质量、保证安全生产、保护环境等。（例：自动流水生产线的发明、产、保护环境等。（例：自动流水生产线的发明、农业庄稼的种植流程）农业庄稼的种植流程）14流程中工序的作业方式流程中工序的作业方式串行和并行串行和并行p461、上一道工序完成之后才能进入下一道、上一道工序完成之后才能进入下一道工序工序。2、几项工作同时进行、

7、几项工作同时进行。151、流程设计应考虑的基本因素：、流程设计应考虑的基本因素：c 具体有：具体有：p51 流程设计的基本因素主要有流程设计的基本因素主要有材料、工艺、设备、人员和资金、环境材料、工艺、设备、人员和资金、环境等。等。162、简单流程的表达：、简单流程的表达：c p52画流程设计框图的一般方法：画流程设计框图的一般方法：根据对事物的内在属性和规律的分析，将流根据对事物的内在属性和规律的分析，将流程的全过程，分解为若干环节，并用程的全过程，分解为若干环节，并用方框方框表示表示环节。环节。按照时间顺序，将各环节依次排开，并用箭按照时间顺序，将各环节依次排开，并用箭头线连接起来。头线连

8、接起来。 北京北京2008年奥运吉祥物产生的流程图：年奥运吉祥物产生的流程图：筹划筹划征集征集评审评审修改修改定稿定稿17 1、流程的优化及目的：、流程的优化及目的：b P54 在设计和实施流程的过程中，经常需要在设计和实施流程的过程中，经常需要进行不断的修改和完善，这种对流程修改的过进行不断的修改和完善，这种对流程修改的过程，叫做流程的优化。程，叫做流程的优化。 目的：提高工作效率、质量；降低成本、目的：提高工作效率、质量；降低成本、劳动强度；节约能耗；减少环境污染；保证安劳动强度；节约能耗；减少环境污染；保证安全生产等。全生产等。18 2、流程优化的内容：、流程优化的内容：b p54（制作

9、台灯的工期优化）（制作台灯的工期优化）（法兰加工工艺优化）（法兰加工工艺优化）（配送路（配送路线安排的成本优化）线安排的成本优化）（银行自动取（银行自动取款机的发明）款机的发明）（洗衣流程的优化）（洗衣流程的优化）注：工期优化目的是为了缩短加工时间。主要注：工期优化目的是为了缩短加工时间。主要手段是在不改变工艺的条件下，将某些环节的手段是在不改变工艺的条件下，将某些环节的串行改为并行。串行改为并行。19 3、流程优化的条件：、流程优化的条件：b p57内部条件：对流程内在机理的深入了解。内部条件：对流程内在机理的深入了解。（例：对洗涤原理的了解，就会在流程中安排（例：对洗涤原理的了解，就会在流

10、程中安排两次漂洗）两次漂洗）外部条件：流程优化要建立在外部条件：流程优化要建立在“设备设备”、“材料材料”、“工艺工艺”水平提高的基础上。水平提高的基础上。（例：只有在具备锻压设备时，才可能将法兰（例：只有在具备锻压设备时，才可能将法兰盘的加工改为少量切削加工）盘的加工改为少量切削加工）人员技术水平的提高。人员技术水平的提高。20 4、流程优化过程所应考虑的主要问题：、流程优化过程所应考虑的主要问题：c 对一个流程的优化，可以是整体的全面优对一个流程的优化，可以是整体的全面优化，也可以是对某一个指标进行优化。经常会化，也可以是对某一个指标进行优化。经常会有这样的情况发生：某一个指标得到了优化，

11、有这样的情况发生：某一个指标得到了优化，而使另外的指标下降了。因此，在进行流程优而使另外的指标下降了。因此，在进行流程优化时，化时，要综合平衡，以取得整体优化的成效要综合平衡，以取得整体优化的成效。p5421Transitional Page第三单元第三单元 系统与设计系统与设计 22 1、系统的含义：、系统的含义：b p64 概念：系统是由相互联系、相互作用、相互以概念：系统是由相互联系、相互作用、相互以来和相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功来和相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体。能的有机整体。构成系统必须具备的三个条件（在构成系统必须具备的三个条件（在简答题中可能会

12、出现）：简答题中可能会出现）：p65（1）至少要有两个或两个以上的要素（部分）；）至少要有两个或两个以上的要素（部分）；（2）要素（部分）之间互相联系、互相作用，按）要素（部分）之间互相联系、互相作用，按照一定方式形成一个整体；照一定方式形成一个整体；（3）整体具有的功能是各个要素（部分）的功能）整体具有的功能是各个要素（部分）的功能中所没有的。中所没有的。23 2、系统的分类：、系统的分类：a p67（1）自然系统和人造系统。生态系统属于）自然系统和人造系统。生态系统属于自然系统；飞船、房舍等属于人造系统。自然系统；飞船、房舍等属于人造系统。（2）实体系统和抽象系统。计算机硬件属）实体系统和

13、抽象系统。计算机硬件属于实体系统；软件属于抽象系统。于实体系统；软件属于抽象系统。24 3、系统的基本特性：、系统的基本特性：b p67(1)整体性（全局、集合）：侧重于整体性（全局、集合）：侧重于“部分部分影响整体影响整体”。系统是一个整体，它不是各个要素（部分）的简系统是一个整体，它不是各个要素（部分）的简单相加，系统的整体功能是各要素（部分）在孤立单相加，系统的整体功能是各要素（部分）在孤立状态下所没有的状态下所没有的系统的整体功能大于组成系统的各部分的功能之系统的整体功能大于组成系统的各部分的功能之和。和。25 (2)(2)相关性（匹配、关联）：相关性（匹配、关联）：侧重于侧重于“部分

14、与部分与部分之间的关联部分之间的关联”(3)(3)目的性（功能）：目的性（功能）：任何系统都具有某种目的、任何系统都具有某种目的、实现一定的功能，这是区别不同系统的主要标志。实现一定的功能，这是区别不同系统的主要标志。(4)(4)动态性（更新）：动态性（更新）：物质都是不断变化，因此系物质都是不断变化，因此系统是一个动态的系统，处在运动变化和发展之中。统是一个动态的系统，处在运动变化和发展之中。(5)(5)环境适应性（自适应）：环境适应性（自适应）： 系统都存在于一定的环境之中，并不断的与外系统都存在于一定的环境之中，并不断的与外界环境进行物质的能量的和信息的交换，系统必须界环境进行物质的能量

15、的和信息的交换，系统必须适应外部环境的变化。例：适应外部环境的变化。例：“春捂秋冻春捂秋冻”、电冰箱、电冰箱不能紧贴墙放置、生物界的适者生存等。不能紧贴墙放置、生物界的适者生存等。 26系统分析的一般步骤系统分析的一般步骤 p78 明确问明确问题题, ,设立目设立目标标收集资收集资料料, ,制定方制定方案案分析计分析计算算, ,评价比评价比较较检验核检验核实实, ,作出决作出决策策272 2、系统分析的主要原则：、系统分析的主要原则：a a p78p78（1 1）整体性原则）整体性原则（2 2）科学性原则）科学性原则（3 3）综合性原则）综合性原则283 3、系统的优化：、系统的优化：c c

16、p81p81 在给定的条件（或约束条件）下，根据系统的在给定的条件（或约束条件）下，根据系统的优化目标，采取一定的手段和方法，使系统的目标优化目标，采取一定的手段和方法，使系统的目标值达到最大化（或最小化）。值达到最大化（或最小化）。约束条件：约束条件：对系统起限制作用的，并且是不可人为对系统起限制作用的，并且是不可人为调节的。调节的。影响因素：影响因素：是指对系统的目标产生显著影响，并且是指对系统的目标产生显著影响，并且可以人为调节的因素。可以人为调节的因素。29 （一）系统设计应考虑的主要问题：（一）系统设计应考虑的主要问题：c c p86 p861、系统设计的目的与要求、系统设计的目的与

17、要求要从整体出发，以系统整体功能的最优为目的。要从整体出发，以系统整体功能的最优为目的。2、系统各部分之间的相互联系与相互作用、系统各部分之间的相互联系与相互作用运用系统的思想综合考虑各部分之间的关联、冲突运用系统的思想综合考虑各部分之间的关联、冲突问题，注重各部分的横向、纵向联系。问题，注重各部分的横向、纵向联系。3、系统设计方案的优化、系统设计方案的优化先从整体考虑优化，统筹兼顾，再在此基础上完善先从整体考虑优化，统筹兼顾，再在此基础上完善各部分的设计。各部分的设计。30Transitional Page第四单元第四单元 控制与设计控制与设计311、控制的含义：、控制的含义：b p97 人

18、们按照自己的意愿或目的，通过一定人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展，这就是的手段，使事物向期望的目标发展，这就是控制。按人工干预来分：人工控制、自动控控制。按人工干预来分：人工控制、自动控制按执行部件来分：机械控制、气动控制、制按执行部件来分：机械控制、气动控制、液压控制、电子控制液压控制、电子控制322、控制的应用：、控制的应用：b p99（1）生活：控制应用到生活中，提高了人们的生）生活：控制应用到生活中，提高了人们的生活质量，人类能够在一定程度上按照自己的意愿改活质量，人类能够在一定程度上按照自己的意愿改变周围的环境，使之满足人们的需要。变周围的环境，使之满

19、足人们的需要。（2）生产：生产中往往需要对温度、湿度、压力、）生产：生产中往往需要对温度、湿度、压力、速度及加工动作等进行控制，控制在生产中得到了速度及加工动作等进行控制，控制在生产中得到了极为广泛的应用。极为广泛的应用。（3）军事国防：控制在军事、国防等领域也有着）军事国防：控制在军事、国防等领域也有着广泛的应用。广泛的应用。331、简单开环控制系统的基本组成和工作、简单开环控制系统的基本组成和工作过程：过程：c c P103P103 概念：控制系统的输出量不对系统的控制产生概念：控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响的控制系统。任何影响的控制系统。 常见有：常见有：红绿灯定时控制系统、

20、防盗报警控制红绿灯定时控制系统、防盗报警控制系统、火灾自动报警系统、公园的音乐喷泉自动系统、火灾自动报警系统、公园的音乐喷泉自动控制系统、红外线自动门控制系统、普通电风扇控制系统、红外线自动门控制系统、普通电风扇风速控制系统、可调光台灯控制系统等。风速控制系统、可调光台灯控制系统等。 特征：特征：系统的输出量仅受输入量控制，输入量系统的输出量仅受输入量控制，输入量到输出量之间的信号是到输出量之间的信号是单向传递单向传递。34方框图（重点掌握）：方框图（重点掌握）：输入量输入量：控制系统的给定量。：控制系统的给定量。控制器：控制器：对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件。对输入信号进行处理

21、并发出控制命令的装置或元件。执行器：执行器：直接对被控对象进行控制的装置或元件；直接对被控对象进行控制的装置或元件；控制量控制量：执行器的输出信号。执行器的输出信号。被控对象被控对象：控制系统中所要控制的装置或生产过程；：控制系统中所要控制的装置或生产过程；输出量：输出量：控制系统所要控制的量控制系统所要控制的量.重点要求（务必掌握！）：在具体问题中能明确输入量、输出重点要求（务必掌握！）：在具体问题中能明确输入量、输出量、被控对象、执行器和控制器。量、被控对象、执行器和控制器。352 2、闭环控制系统的基本组成：、闭环控制系统的基本组成：b b p105p105概念：系统的输出量返回到输入端

22、并对控制过程产概念：系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响的控制系统。生影响的控制系统。常见有：供水水箱的水位自动控制系统，如下图所示、加常见有：供水水箱的水位自动控制系统，如下图所示、加热炉的温度自动控制系统、花房温度控制系统、投篮、热炉的温度自动控制系统、花房温度控制系统、投篮、家用电饭锅保温控制系统、家用电冰箱温度控制系统等。家用电饭锅保温控制系统、家用电冰箱温度控制系统等。基本组成：与开环控制系统相比，闭环控制系统多基本组成：与开环控制系统相比，闭环控制系统多了检测装置、比较器。了检测装置、比较器。363、控制器和执行器的作用：、控制器和执行器的作用：c 控制器：对输入信号（偏差

23、值）进行控制器：对输入信号（偏差值）进行运算处理，并发出控制命令。运算处理，并发出控制命令。 执行器：根据指令对被控对象直接控执行器：根据指令对被控对象直接控制。制。371 1、干扰因素：、干扰因素：c c p108p108 在控制系统中，除输入量（给定值）在控制系统中，除输入量（给定值）以外，引起被控量变化的各种因素称为干以外，引起被控量变化的各种因素称为干扰因素。扰因素。 有的干扰因素是有的干扰因素是环境环境造成的，如影响自行车造成的，如影响自行车行驶速度的变化的自然风等；行驶速度的变化的自然风等； 有的干扰因素是有的干扰因素是人为原因人为原因所致，如影响飞机所致，如影响飞机导航信号的手机

24、信号等。导航信号的手机信号等。382 2、反馈的含义：、反馈的含义：b b p110p110 控制系统中，将输出量通过适当的检控制系统中，将输出量通过适当的检测装置，返回到输入并与输入量进行比较测装置，返回到输入并与输入量进行比较的过程，就是反馈。例：投篮、自动电水的过程，就是反馈。例：投篮、自动电水壶壶39 3 3、闭环控制系统的工作过程：、闭环控制系统的工作过程：a a p112p112（1 1）闭环控制系统的核心是通过反馈来减少被控制）闭环控制系统的核心是通过反馈来减少被控制量（输出量）的偏差。量（输出量）的偏差。（2 2）工作过程：）工作过程：1 1由于由于干扰因素干扰因素的存在，系统

25、的被控量偏离给定值时；的存在，系统的被控量偏离给定值时；2 2闭环控制系统中的反馈环节能及时闭环控制系统中的反馈环节能及时检测检测出被控量的出被控量的值，并迅速值，并迅速反馈反馈到输入端，与给定值进行到输入端，与给定值进行比较比较；3 3控制器控制器根据比较得到的偏差信号进行根据比较得到的偏差信号进行调节调节，从而是，从而是系统的被控量接近给定值，达到精确控制的目的。系统的被控量接近给定值，达到精确控制的目的。40 4 4、开环控制系统与闭环控制系统的比较：、开环控制系统与闭环控制系统的比较：a a p113p113 开环控制系统一般结构简单，适用于控开环控制系统一般结构简单，适用于控制精度要

26、求不高而系统本身的元件又比较稳制精度要求不高而系统本身的元件又比较稳定的场合。定的场合。 闭环控制系统设计比较麻烦，结构相对闭环控制系统设计比较麻烦，结构相对复杂，构成控制系统的成本较高。闭环控制复杂，构成控制系统的成本较高。闭环控制系统是自动控制中广泛采用的一种方式，用系统是自动控制中广泛采用的一种方式，用于要求高精度和高可靠性的场合。于要求高精度和高可靠性的场合。41 5 5、功能模拟方法：功能模拟方法：a a 以功能和行为的相似性为基以功能和行为的相似性为基础，用础，用“模型模型”模拟模拟“原型原型”的功能和行为的方法，的功能和行为的方法，就是功能模拟方法。就是功能模拟方法。 黑箱方法：

27、黑箱方法：a a 把将要研究的系统作为黑箱，把将要研究的系统作为黑箱，通过对系统输入与输出关系的研究，进而推断出系通过对系统输入与输出关系的研究，进而推断出系统内部结构及其功能的方法，就是黑箱方法。统内部结构及其功能的方法，就是黑箱方法。例：通过输入图像、电或声音信号，观测、分析脑电波的输出例：通过输入图像、电或声音信号，观测、分析脑电波的输出反应，研究人脑对视觉或听觉信息的传递、变换和处理功反应，研究人脑对视觉或听觉信息的传递、变换和处理功能，得知人脑内部结构的细节，就是黑箱方法的运用。能，得知人脑内部结构的细节，就是黑箱方法的运用。421 1、控制系统设计的一般思路：、控制系统设计的一般思

28、路：c c明确系统要达到的目标？明确系统要达到的目标？控制的对象？控制的对象？以及特性？以及特性？被控量和控制量？被控量和控制量？外界的主要干扰因素？外界的主要干扰因素？怎样的方案既达到目的、又经济、易于实现？怎样的方案既达到目的、又经济、易于实现？设备和元件？设备和元件？432 2、开环控制系统的设计、开环控制系统的设计( (书本书本P119P119案例分析：案例分析：电吹风控制系统的设计电吹风控制系统的设计) c) c开环控制系统的设计相对比较简单，在明确开环控制系统的设计相对比较简单，在明确设计要求，明确被控对象、被控量和控制设计要求，明确被控对象、被控量和控制量后，即可考虑具体控制系统的方案。量后，即可考虑具体控制系统的方案。442 2、闭环控制系统的设计、闭环控制系统的设计( (书本书本P120P120案例分案例分析：抽水马桶水箱的自动控制系统的设析：抽水马桶水箱的自动控制系统的设计计) c) c基本要求：基本要求：是稳定的是稳定的控制精度必须符合要求控制精度必须符合要求有较好的抗干扰性能。有较好的抗干扰性能。4546