技術(shù)與設(shè)計(jì)2知識要點(diǎn).ppt

SURFIN USA,YOUR SUBTITLE GOES HERE,技術(shù)與設(shè)計(jì)2 知識要點(diǎn),Transitional Page,第一單元 結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì),YOUR TOPIC GOES HERE,Your subtopic goes here,常見結(jié)構(gòu)的認(rèn)識 1、結(jié)構(gòu)的五種受力形式： a 拉力、壓力、剪切力、 彎曲力、扭轉(zhuǎn)力,Your subtopic goes here,常見結(jié)構(gòu)的認(rèn)識 2、結(jié)構(gòu)的分類：b 實(shí)體結(jié)構(gòu)（如實(shí)心墻、大壩、柱等） 框架結(jié)構(gòu)是指結(jié)構(gòu)體由細(xì)長的構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)（如鐵架塔、建筑用腳手架，廠房的框架等） 殼體結(jié)構(gòu)其受力特點(diǎn)是：把所受的力分散在其表面上。（如摩托車手的頭盔、飛機(jī)的外殼、貝殼等）。 （由兩種或兩種以上的基本結(jié)構(gòu)類型組合而成，稱為組合結(jié)構(gòu)，如埃菲爾鐵塔等）,穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的探析,1、影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素：b 結(jié)構(gòu)的重心位置 結(jié)構(gòu)與地面接觸所形成的支撐面積的大小 結(jié)構(gòu)的形狀,穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的探析,2、影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素：c （結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度是指結(jié)構(gòu)具有的抵抗被外力破壞的能力） 結(jié)構(gòu)使用的材料 結(jié)構(gòu)的形狀 各構(gòu)件之間的連接方式,穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的探析,鉸連接被連接的構(gòu)件在連接外不能相對移動，但可相對轉(zhuǎn)動。如門與門框的連接、松鉚、松螺栓，傘骨間。 剛連接被連接的構(gòu)件在連接處既不能相對移動，也不能相對轉(zhuǎn)動。如榫接（木材）、膠接、焊接（金屬）。,穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的探析,3、結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系：b 結(jié)構(gòu)的改變可能導(dǎo)致功能的變化。,結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要因素：a 功能、安全、壽命、成本、美觀、強(qiáng)度、穩(wěn)定性、重量、維修、清洗、使用習(xí)慣、人機(jī)關(guān)系等。,結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),2、簡單結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)：c 設(shè)計(jì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)分析設(shè)計(jì)方案呈現(xiàn)草圖 （如：設(shè)計(jì)相框、雨傘架、垃圾桶、鞋柜、衣架、筆桶等）,結(jié)構(gòu)的欣賞,經(jīng)典結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的欣賞與評價(jià)：C（可從技術(shù)和文化兩個(gè)角度進(jìn)行）P30 技術(shù)角度：使用功能、穩(wěn)固耐用、造型設(shè)計(jì)的創(chuàng)意和表現(xiàn)力、材料合理性、工藝精湛程度等。 文化角度：文化寓意與傳達(dá)，美學(xué)原則，反映時(shí)代、民族、習(xí)俗方面特征，個(gè)性特征等。,Transitional Page,第二單元 流程與設(shè)計(jì),生活和生產(chǎn)中的流程,1、流程的含義：a P41 流程是一項(xiàng)活動或一系列連續(xù)有規(guī)律的事項(xiàng)或行為進(jìn)行的程序。,生活和生產(chǎn)中的流程,2、流程對生活工作、生產(chǎn)的意義：b 對生活工作 ： P43提高工作和學(xué)習(xí)的效率，使我們生活變得有序、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） 對生產(chǎn)：P45運(yùn)用科學(xué)合理的流程可以有效地組織生產(chǎn)、提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量、保證安全生產(chǎn)、保護(hù)環(huán)境等。（例：自動流水生產(chǎn)線的發(fā)明、農(nóng)業(yè)莊稼的種植流程）,生活和生產(chǎn)中的流程,流程中工序的作業(yè)方式串行和并行p46 1、上一道工序完成之后才能進(jìn)入下一道工序串行。 2、幾項(xiàng)工作同時(shí)進(jìn)行并行。,流程的設(shè)計(jì),1、流程設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的基本因素：c 具體有：p51 流程設(shè)計(jì)的基本因素主要有 材料、工藝、設(shè)備、人員和資金、環(huán)境等。,流程的設(shè)計(jì),2、簡單流程的表達(dá)：c p52 畫流程設(shè)計(jì)框圖的一般方法： 根據(jù)對事物的內(nèi)在屬性和規(guī)律的分析，將流程的全過程，分解為若干環(huán)節(jié)，并用方框表示環(huán)節(jié)。 按照時(shí)間順序，將各環(huán)節(jié)依次排開，并用箭頭線連接起來。 北京2008年奧運(yùn)吉祥物產(chǎn)生的流程圖：籌劃征集評審修改定稿,流程的優(yōu)化,1、流程的優(yōu)化及目的：b P54 在設(shè)計(jì)和實(shí)施流程的過程中，經(jīng)常需要進(jìn)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(yōu)化。 目的：提高工作效率、質(zhì)量；降低成本、勞動強(qiáng)度；節(jié)約能耗；減少環(huán)境污染；保證安全生產(chǎn)等。,流程的優(yōu)化,2、流程優(yōu)化的內(nèi)容：b p54 工期優(yōu)化（制作臺燈的工期優(yōu)化）工藝優(yōu)化（法蘭加工工藝優(yōu)化）成本優(yōu)化（配送路線安排的成本優(yōu)化）技術(shù)優(yōu)化（銀行自動取款機(jī)的發(fā)明）質(zhì)量優(yōu)化（洗衣流程的優(yōu)化） 注：工期優(yōu)化目的是為了縮短加工時(shí)間。主要手段是在不改變工藝的條件下，將某些環(huán)節(jié)的串行改為并行。,流程的優(yōu)化,3、流程優(yōu)化的條件：b p57 內(nèi)部條件：對流程內(nèi)在機(jī)理的深入了解。（例：對洗滌原理的了解，就會在流程中安排兩次漂洗） 外部條件：流程優(yōu)化要建立在“設(shè)備”、“材料”、“工藝”水平提高的基礎(chǔ)上。 （例：只有在具備鍛壓設(shè)備時(shí)，才可能將法蘭盤的加工改為少量切削加工） 人員技術(shù)水平的提高。,流程的優(yōu)化,4、流程優(yōu)化過程所應(yīng)考慮的主要問題：c 對一個(gè)流程的優(yōu)化，可以是整體的全面優(yōu)化，也可以是對某一個(gè)指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化。經(jīng)常會有這樣的情況發(fā)生：某一個(gè)指標(biāo)得到了優(yōu)化，而使另外的指標(biāo)下降了。因此，在進(jìn)行流程優(yōu)化時(shí)，要綜合平衡，以取得整體優(yōu)化的成效。 p54,Transitional Page,第三單元 系統(tǒng)與設(shè)計(jì),系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),1、系統(tǒng)的含義：b p64 概念：系統(tǒng)是由相互聯(lián)系、相互作用、相互以來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(jī)整體。構(gòu)成系統(tǒng)必須具備的三個(gè)條件（在簡答題中可能會出現(xiàn)）：p65 （1）至少要有兩個(gè)或兩個(gè)以上的要素（部分）； （2）要素（部分）之間互相聯(lián)系、互相作用，按照一定方式形成一個(gè)整體； （3）整體具有的功能是各個(gè)要素（部分）的功能中所沒有的。,系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),2、系統(tǒng)的分類：a p67 （1）自然系統(tǒng)和人造系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)屬于自然系統(tǒng)；飛船、房舍等屬于人造系統(tǒng)。 （2）實(shí)體系統(tǒng)和抽象系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)硬件屬于實(shí)體系統(tǒng)；軟件屬于抽象系統(tǒng)。,系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),3、系統(tǒng)的基本特性：b p67 (1)整體性（全局、集合）：側(cè)重于“部分影響整體”。 系統(tǒng)是一個(gè)整體，它不是各個(gè)要素（部分）的簡單相加，系統(tǒng)的整體功能是各要素（部分）在孤立狀態(tài)下所沒有的 系統(tǒng)的整體功能大于組成系統(tǒng)的各部分的功能之和。,系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),(2)相關(guān)性（匹配、關(guān)聯(lián)）：側(cè)重于“部分與部分之間的關(guān)聯(lián)” (3)目的性（功能）：任何系統(tǒng)都具有某種目的、實(shí)現(xiàn)一定的功能，這是區(qū)別不同系統(tǒng)的主要標(biāo)志。 (4)動態(tài)性（更新）：物質(zhì)都是不斷變化，因此系統(tǒng)是一個(gè)動態(tài)的系統(tǒng)，處在運(yùn)動變化和發(fā)展之中。 (5)環(huán)境適應(yīng)性（自適應(yīng)）： 系統(tǒng)都存在于一定的環(huán)境之中，并不斷的與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)的能量的和信息的交換，系統(tǒng)必須適應(yīng)外部環(huán)境的變化。例：“春捂秋凍”、電冰箱不能緊貼墻放置、生物界的適者生存等。,系統(tǒng)的分析,系統(tǒng)分析的一般步驟 p78,系統(tǒng)的分析,2、系統(tǒng)分析的主要原則：a p78 （1）整體性原則 （2）科學(xué)性原則 （3）綜合性原則,系統(tǒng)的分析,3、系統(tǒng)的優(yōu)化：c p81 在給定的條件（或約束條件）下，根據(jù)系統(tǒng)的優(yōu)化目標(biāo)，采取一定的手段和方法，使系統(tǒng)的目標(biāo)值達(dá)到最大化（或最小化）。 約束條件：對系統(tǒng)起限制作用的，并且是不可人為調(diào)節(jié)的。 影響因素：是指對系統(tǒng)的目標(biāo)產(chǎn)生顯著影響，并且可以人為調(diào)節(jié)的因素。,系統(tǒng)的設(shè)計(jì),（一）系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要問題：c p86 1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的與要求 要從整體出發(fā)，以系統(tǒng)整體功能的最優(yōu)為目的。 2、系統(tǒng)各部分之間的相互聯(lián)系與相互作用 運(yùn)用系統(tǒng)的思想綜合考慮各部分之間的關(guān)聯(lián)、沖突問題，注重各部分的橫向、縱向聯(lián)系。 3、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化 先從整體考慮優(yōu)化，統(tǒng)籌兼顧，再在此基礎(chǔ)上完善各部分的設(shè)計(jì)。,Transitional Page,第四單元 控制與設(shè)計(jì),控制的手段與應(yīng)用,1、控制的含義：b p97 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(biāo)發(fā)展，這就是控制。按人工干預(yù)來分：人工控制、自動控制按執(zhí)行部件來分：機(jī)械控制、氣動控制、液壓控制、電子控制,控制的手段與應(yīng)用,2、控制的應(yīng)用：b p99 （1）生活：控制應(yīng)用到生活中，提高了人們的生活質(zhì)量，人類能夠在一定程度上按照自己的意愿改變周圍的環(huán)境，使之滿足人們的需要。 （2）生產(chǎn)：生產(chǎn)中往往需要對溫度、濕度、壓力、速度及加工動作等進(jìn)行控制，控制在生產(chǎn)中得到了極為廣泛的應(yīng)用。 （3）軍事國防：控制在軍事、國防等領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用。,控制系統(tǒng)的工作過程與方式,1、簡單開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程：c P103 概念：控制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響的控制系統(tǒng)。 常見有：紅綠燈定時(shí)控制系統(tǒng)、防盜報(bào)警控制系統(tǒng)、火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)、公園的音樂噴泉自動控制系統(tǒng)、紅外線自動門控制系統(tǒng)、普通電風(fēng)扇風(fēng)速控制系統(tǒng)、可調(diào)光臺燈控制系統(tǒng)等。 特征：系統(tǒng)的輸出量僅受輸入量控制，輸入量到輸出量之間的信號是單向傳遞。,控制系統(tǒng)的工作過程與方式,方框圖（重點(diǎn)掌握）： 輸入量：控制系統(tǒng)的給定量。 控制器：對輸入信號進(jìn)行處理并發(fā)出控制命令的裝置或元件。 執(zhí)行器：直接對被控對象進(jìn)行控制的裝置或元件； 控制量：執(zhí)行器的輸出信號。 被控對象：控制系統(tǒng)中所要控制的裝置或生產(chǎn)過程； 輸出量：控制系統(tǒng)所要控制的量. 重點(diǎn)要求（務(wù)必掌握！）：在具體問題中能明確輸入量、輸出量、被控對象、執(zhí)行器和控制器。,控制系統(tǒng)的工作過程與方式,2、閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成：b p105 概念：系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對控制過程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)。 常見有：供水水箱的水位自動控制系統(tǒng)，如下圖所示、加熱爐的溫度自動控制系統(tǒng)、花房溫度控制系統(tǒng)、投籃、家用電飯鍋保溫控制系統(tǒng)、家用電冰箱溫度控制系統(tǒng)等。 基本組成：與開環(huán)控制系統(tǒng)相比，閉環(huán)控制系統(tǒng)多了檢測裝置、比較器。,控制系統(tǒng)的工作過程與方式,3、控制器和執(zhí)行器的作用：c 控制器：對輸入信號（偏差值）進(jìn)行運(yùn)算處理，并發(fā)出控制命令。 執(zhí)行器：根據(jù)指令對被控對象直接控制。,閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋,1、干擾因素：c p108 在控制系統(tǒng)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(huán)境造成的，如影響自行車行駛速度的變化的自然風(fēng)等； 有的干擾因素是人為原因所致，如影響飛機(jī)導(dǎo)航信號的手機(jī)信號等。,閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋,2、反饋的含義：b p110 控制系統(tǒng)中，將輸出量通過適當(dāng)?shù)臋z測裝置，返回到輸入并與輸入量進(jìn)行比較的過程，就是反饋。例：投籃、自動電水壺,閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋,3、閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程：a p112 （1）閉環(huán)控制系統(tǒng)的核心是通過反饋來減少被控制量（輸出量）的偏差。 （2）工作過程： 1由于干擾因素的存在，系統(tǒng)的被控量偏離給定值時(shí)； 2閉環(huán)控制系統(tǒng)中的反饋環(huán)節(jié)能及時(shí)檢測出被控量的值，并迅速反饋到輸入端，與給定值進(jìn)行比較； 3控制器根據(jù)比較得到的偏差信號進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而是系統(tǒng)的被控量接近給定值，達(dá)到精確控制的目的。,閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋,4、開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的比較：a p113 開環(huán)控制系統(tǒng)一般結(jié)構(gòu)簡單，適用于控制精度要求不高而系統(tǒng)本身的元件又比較穩(wěn)定的場合。 閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)比較麻煩，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，構(gòu)成控制系統(tǒng)的成本較高。閉環(huán)控制系統(tǒng)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。,閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋,5、功能模擬方法：a 以功能和行為的相似性為基礎(chǔ)，用“模型”模擬“原型”的功能和行為的方法，就是功能模擬方法。 黑箱方法：a 把將要研究的系統(tǒng)作為黑箱，通過對系統(tǒng)輸入與輸出關(guān)系的研究，進(jìn)而推斷出系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其功能的方法，就是黑箱方法。 例：通過輸入圖像、電或聲音信號，觀測、分析腦電波的輸出反應(yīng)，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(nèi)部結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)，就是黑箱方法的運(yùn)用。,控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施,1、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路：c 明確系統(tǒng)要達(dá)到的目標(biāo)？ 控制的