浙江版高中技術(shù)復(fù)習(xí)教學(xué)專題七系統(tǒng)與設(shè)計(jì)課件

第二部分通用技術(shù)

專題七系統(tǒng)與設(shè)計(jì)高考

技術(shù)浙江省專用考點(diǎn)一系統(tǒng)及其特性一、系統(tǒng)1.含義:由相互聯(lián)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(jī)整體,稱為系統(tǒng)。2.構(gòu)成系統(tǒng)的三個條件(1)至少要有兩個或者兩個以上的要素(部分)才能組成系統(tǒng)。(2)要素(部分)之間相互聯(lián)系、相互作用,按照一定方式形成一個整體。(3)整體具有的功能是各個要素(部分)所不具備的。3.子系統(tǒng):對于較大型的系統(tǒng)和比較復(fù)雜的系統(tǒng),按照一定的標(biāo)準(zhǔn)可劃分為若干子系統(tǒng)。二、系統(tǒng)的基本特性1.整體性(1)整體性是系統(tǒng)最基本的特性,也是觀察和分析系統(tǒng)最基本的思想和方法。(2)具有相對獨(dú)立功能的系統(tǒng)要素以及各要素之間的相互關(guān)聯(lián),根據(jù)系統(tǒng)功能依存性和

邏輯統(tǒng)一性的要求,協(xié)調(diào)存在于系統(tǒng)整體之中。(3)不能離開整體去分析系統(tǒng)中的任何一個組成部分。(4)系統(tǒng)的任何一個要素(部分)發(fā)生變化或出現(xiàn)故障時,都會影響其他要素(部分)或整

體功能的發(fā)揮。(5)系統(tǒng)的整體功能大于組成系統(tǒng)的各部分的功能之和。主要表現(xiàn):整體性主要反映要素對整體的影響,最終落腳在整體功能的實(shí)現(xiàn)上。2.相關(guān)性:組成系統(tǒng)的各要素之間或系統(tǒng)整體與部分之間的相互作用、相互聯(lián)系。主要表現(xiàn):相關(guān)性主要反映要素對要素的影響,最終落腳在某一要素的表現(xiàn)上。3.目的性:任何系統(tǒng)都服務(wù)于某種目的,都要實(shí)現(xiàn)一定的功能。主要表現(xiàn):對應(yīng)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)的功能。4.動態(tài)性:任何系統(tǒng)都是動態(tài)的,處在運(yùn)動變化和發(fā)展之中。主要表現(xiàn):主要反映系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行一段時間后的表現(xiàn)變化,常見的關(guān)鍵詞有“一段時

間后,系統(tǒng)……”、零件“老化”“磨損”等。5.環(huán)境適應(yīng)性(1)一個系統(tǒng)與其所處的環(huán)境之間通常都有物質(zhì)、能量和信息的交換,外界環(huán)境的變化

會引起系統(tǒng)特性的改變,并相應(yīng)地引起系統(tǒng)功能和系統(tǒng)內(nèi)各部分相互關(guān)系的變化。(2)系統(tǒng)必須適應(yīng)外部環(huán)境的變化。只有能夠適應(yīng)外部環(huán)境的變化并保持最優(yōu)適應(yīng)狀

態(tài)的系統(tǒng),才能發(fā)揮自身作用,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展,否則系統(tǒng)是沒有生命力的。主要表現(xiàn):主要反映系統(tǒng)受外部環(huán)境的影響作出相應(yīng)的變化,如溫度、光線的改變,產(chǎn)

品對使用環(huán)境的適應(yīng)等。例1如圖所示是一款果實(shí)采摘機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖,采用無線遙控,具有行走和采摘

功能。其中采摘控制子系統(tǒng)的控制原理是:主控制器接收到無線遙控發(fā)出的指令,驅(qū)

動伺服電機(jī)1、2、3,控制夾持器完成采摘任務(wù)。下列關(guān)于果實(shí)采摘機(jī)器人系統(tǒng)的分

析中,不恰當(dāng)?shù)氖?/p>

(

)

A.伺服電機(jī)1、2、3都為該系統(tǒng)的要素B.采用履帶輪,在不同路況下行走更穩(wěn)定,體現(xiàn)了系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性C.行走時夾持器會上下左右晃動,影響采摘,體現(xiàn)了系統(tǒng)的動態(tài)性D.采摘過程中,伺服電機(jī)1、2、3會互相配合,體現(xiàn)系統(tǒng)的相關(guān)性

解析

系統(tǒng)由各要素、部分組成,A正確。在復(fù)雜環(huán)境下依舊能保證原有功能,體現(xiàn)系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性,B正確。未體現(xiàn)系統(tǒng)隨時間因素而變化,不體現(xiàn)系統(tǒng)的動態(tài)性,C不

恰當(dāng)。各部分相互聯(lián)系、相互配合,體現(xiàn)系統(tǒng)的相關(guān)性,D正確。

答案C例2

我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已進(jìn)入運(yùn)行階段。從系統(tǒng)的角度分析,下列說法中不正

確的是

(

)

A.北斗導(dǎo)航系統(tǒng)僅覆蓋亞太地區(qū),體現(xiàn)了系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性B.主控站、注入站、監(jiān)測站和空間衛(wèi)星相互影響,體現(xiàn)了系統(tǒng)的相關(guān)性C.主控站、注入站、監(jiān)測站和空間衛(wèi)星共同構(gòu)成了導(dǎo)航系統(tǒng),體現(xiàn)了系統(tǒng)的整體性D.系統(tǒng)具有定位、導(dǎo)航、授時、短報文通信功能,體現(xiàn)了系統(tǒng)的目的性

解析

系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性表現(xiàn)為系統(tǒng)受外部環(huán)境的影響而表現(xiàn)相應(yīng)的適應(yīng),A錯誤。部分與部分之間相互影響,體現(xiàn)系統(tǒng)的相關(guān)性,B正確。各部分組成整體,體現(xiàn)系統(tǒng)

的整體性,C正確。系統(tǒng)具有相應(yīng)功能,體現(xiàn)系統(tǒng)的目的性,D正確。

答案A考點(diǎn)二系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)一、系統(tǒng)分析1.常見決策方法:經(jīng)驗(yàn)決策和科學(xué)決策。2.系統(tǒng)分析的含義:為了發(fā)揮系統(tǒng)的功能,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的目標(biāo),運(yùn)用科學(xué)的方法對系統(tǒng)加

以周詳?shù)目疾?、分析、比較、試驗(yàn),并在此基礎(chǔ)上擬訂一套有效的處理步驟和程序,

或?qū)υ械南到y(tǒng)提出改進(jìn)方案的過程。3.系統(tǒng)分析的一般過程

二、系統(tǒng)分析方法——建模1.數(shù)學(xué)模型:用數(shù)學(xué)公式、圖表等描述客觀事物的特征模型。特點(diǎn):突出事物的主要因素,舍棄事物的次要因素,便于抓住事物的本質(zhì)進(jìn)行分析研

究。2.框圖模型:用一個個封閉的小框圖代表系統(tǒng)的各個要素或子系統(tǒng),用無向線段或有向

線段將其相互連接以及連接環(huán)境要素,從而表示系統(tǒng)的框圖模型。特點(diǎn):能反映系統(tǒng)內(nèi)部情況,也能反映系統(tǒng)與環(huán)境之間的刺激與響應(yīng)關(guān)系。三、系統(tǒng)分析的主要原則1.整體性原則:系統(tǒng)分析首先要著眼于系統(tǒng)整體,要先分析整體,再分析部分;先看全局,后看局部;先看全過程,再看某一階段;先看長遠(yuǎn),再看當(dāng)前。2.科學(xué)性原則:系統(tǒng)分析一方面要有嚴(yán)格的工作步驟,另一方面應(yīng)盡可能地運(yùn)用科學(xué)方

法和數(shù)學(xué)工具進(jìn)行定量分析,使決策的過程和結(jié)果更具說服力。3.綜合性原則:當(dāng)系統(tǒng)存在若干個目標(biāo)時,需要綜合分析,統(tǒng)籌兼顧,不可顧此失彼,因小

失大。四、系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)的含義:系統(tǒng)設(shè)計(jì)是在系統(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

程。它既包含了對某個系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)本身的內(nèi)容,同時又需要運(yùn)用系統(tǒng)的思想和

方法對其設(shè)計(jì)過程進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟:將系統(tǒng)分解為若干子系統(tǒng)→確定各子系統(tǒng)的目標(biāo)、功能及其

相互關(guān)系→對子系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)和評價→對系統(tǒng)進(jìn)行總體技術(shù)設(shè)計(jì)和評價等。例3如圖所示為木工常用工具G字夾,其結(jié)構(gòu)由鉗身、絲桿和手柄組成,可用于將板

材夾持固定。從系統(tǒng)的角度分析,下列說法錯誤的是

(

)

A.G字夾隨著使用年限的加長,絲桿螺紋會出現(xiàn)磨損,體現(xiàn)了系統(tǒng)的動態(tài)性B.設(shè)計(jì)時先考慮絲桿的長度,再考慮手柄的長度,體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的整體性原則C.各部分采用強(qiáng)度和硬度更高的材料,可以增強(qiáng)G字夾的穩(wěn)固性,體現(xiàn)了系統(tǒng)的整體性D.設(shè)計(jì)時根據(jù)日常木工所需的夾持寬度,計(jì)算出鉗身的開口寬度和絲桿長度,體現(xiàn)了

系統(tǒng)分析的科學(xué)性原則

解析

系統(tǒng)隨時間發(fā)生變化,體現(xiàn)系統(tǒng)的動態(tài)性,A正確。系統(tǒng)分析的整體性原則要求先考慮整體,再考慮部分,B錯誤。部分影響整體功能,體現(xiàn)系統(tǒng)的整體性,C正確。設(shè)

計(jì)時,采用科學(xué)方法和數(shù)學(xué)工具,體現(xiàn)系統(tǒng)分析的科學(xué)性原則,D正確。

答案B例4汽車超載自動檢測系統(tǒng)的工作原理是:在公路收費(fèi)站前方每一條車道上安裝稱

重傳感器,用于監(jiān)測每輛通過的汽車重量,同時高清攝像頭將車輛的車型、牌照等數(shù)

據(jù)信息都傳入監(jiān)察電腦,電腦辨認(rèn)出各種車型,并查明該車型的規(guī)定載重量,經(jīng)過與實(shí)

測數(shù)據(jù)比對,以判斷該車是否超載。對于超載的車輛,系統(tǒng)將發(fā)出警報。通知執(zhí)法人

員進(jìn)行相應(yīng)處理。下列關(guān)于汽車超載自動檢測系統(tǒng)的分析中不正確的是

(

)

A.稱重傳感器檢測的精度影響著系統(tǒng)對車輛是否超載的判斷,體現(xiàn)了系統(tǒng)的整體性B.使用一段時間后,攝像頭的清晰度變差,體現(xiàn)了系統(tǒng)的動態(tài)性C.系統(tǒng)能精確地計(jì)算出經(jīng)過車輛是否超載,體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的科學(xué)性原則D.設(shè)計(jì)該系統(tǒng)時,既要考慮傳感器的靈敏度,又要考慮攝像頭的清晰度,體現(xiàn)了系統(tǒng)分

析的綜合性原則

解析

系統(tǒng)分析的科學(xué)性原則,在系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)、優(yōu)化中體現(xiàn),系統(tǒng)自身進(jìn)行的計(jì)算不屬于系統(tǒng)分析,C錯誤。

答案C考點(diǎn)三系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化與實(shí)現(xiàn)1.系統(tǒng)優(yōu)化的含義: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)。2.目標(biāo)函數(shù):抽象系統(tǒng)優(yōu)化目標(biāo)值與變量之間的函數(shù)關(guān)系。3.影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素:對系統(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。4.約束條件:對系統(tǒng)優(yōu)化起著限制作用,并且不能人為調(diào)節(jié)的因素。5.系統(tǒng)優(yōu)化的方法

例5如圖所示的皮帶舒張控制系統(tǒng)部分結(jié)構(gòu),當(dāng)旋轉(zhuǎn)絲杠向左運(yùn)動時,皮帶處于張緊

狀態(tài),如圖a所示;當(dāng)旋轉(zhuǎn)絲杠向右運(yùn)動時,皮帶松開,如圖b所示。以下有關(guān)皮帶舒張控

制系統(tǒng)的分析中不合理的是

(

)

A.改變桿2和桿3的長度,可以實(shí)現(xiàn)皮帶的不同舒張程度,體現(xiàn)系統(tǒng)的目的性B.絲杠螺紋長度的確定要考慮桿2和桿3的長度,體現(xiàn)了系統(tǒng)的相關(guān)性C.底座的穩(wěn)定性不屬于系統(tǒng)優(yōu)化的影響因素D.皮帶的彈性屬于系統(tǒng)優(yōu)化的約束條件

解析

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一定目的,體現(xiàn)系統(tǒng)的目的性,A合理。系統(tǒng)中的部分與部分相互聯(lián)系與匹配,體現(xiàn)系統(tǒng)的相關(guān)性,B合理。底座的穩(wěn)定性對系統(tǒng)目標(biāo)有影響,且可人為調(diào)

節(jié),屬于影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素,C不合理。皮帶是本系統(tǒng)的控制目標(biāo),不能進(jìn)行人為調(diào)節(jié)

或選擇,皮帶的彈性屬于系統(tǒng)優(yōu)化的約束條件,D合理。

答案C例6如圖所示為某造紙廠紙張卷繞系統(tǒng)示意圖,在卷繞過程中,要求紙張卷繞后的側(cè)

面整齊一致。卷繞系統(tǒng)由卷筒驅(qū)動子系統(tǒng)和糾偏控制子系統(tǒng)組成。驅(qū)動系統(tǒng)由伺服

電機(jī)和傳動裝置等組成;糾偏控制子系統(tǒng)的工作過程為:光電傳感器檢測紙張的邊緣

位置信息,并將信息輸入PLC控制單元與設(shè)定值比較,經(jīng)分析處理后輸出誤差信號,控

制油泵輸出高壓油進(jìn)入油缸,推動活塞帶動支架移動,從而將紙張整齊卷繞在卷軸

上。從系統(tǒng)的角度分析,下列說法不正確的是

(

)

A.兩個子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要從整體出發(fā),以系統(tǒng)整體功能的最優(yōu)為目的B.卷軸上紙張的多少影響著活塞的推力大小,體現(xiàn)了系統(tǒng)的相關(guān)性C.設(shè)計(jì)時既要考慮紙張卷繞整齊,又要兼顧生產(chǎn)效率,體現(xiàn)系統(tǒng)分析的綜合性原則D.油泵和油缸的性能是優(yōu)化糾偏控制子系統(tǒng)的約束條件

解析

油泵和油缸的性能可人為調(diào)節(jié)選擇,屬于影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素,D錯誤。

答案D例7如圖所示是螺釘自動緊固裝配系統(tǒng)示意圖。該系統(tǒng)主要由機(jī)械臂、自動螺釘

槍、視覺組件、螺釘供料器和工作臺等部分組成。系統(tǒng)工作時,將電路板裝入手機(jī)外

殼的規(guī)定位置,并將手機(jī)外殼固定在工作臺上?？刂破魍ㄟ^視覺組件得到精確的安裝

孔位置信息,控制螺釘槍從螺釘供料器中取出合適的螺釘,將螺釘擰入安裝孔固定電

路板。下列關(guān)于螺釘自動緊固裝配系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析中,不恰當(dāng)?shù)氖?/p>

(

)A.要定期給傳動裝置添加潤滑油B.螺釘供料器的位置