通用技术必修2第八讲控制与设计总复习ppt课件.pptx

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1、高中通用技术总复习技术与设计2（必修2）,铜梁中学校 高远洪,对系统及其特性的再认识,系统的含义：系统是指由两个或者两个以上相互联系、相互作用的组分（元素）所组成的，具有一定结构和功能的有机整体。,鼻咽喉气管支气管,如果我们把鼻、咽、喉、气管、支气管等看成人体分解的最后层次或基本单元，那么，这些器官就是构成人体的元素。,组分：指混合物中的各个成分，如空气中的氧、氮、氢等都是空气的组分。,系统的分类,元素的性质,元素存在的形态,运动状态,与外部环境的关系,自然系统人工系统复合系统,实体系统概念系统,动态系统静态系统,开放系统封闭系统,对系统及其特性的再认识,动态系统是指状态随时间而变化的系统。

2、如大棚内的温度，湿度变化随时间变化明显。,静态系统是指状态不随时间而变化的系统。系统的运动极其缓慢，状态变化很小，难以观察。 如恒温箱内的温度、冰箱内的温度、人的体温。,系统的整体性与相关性,系统的元素是构成系统整体的前提和基础，没有部分就没有整体，但系统的整体功能是各元素在孤立状态下所没有的。 系统不是各个元素的简单相加，系统内部的协调和配合状况直接影响系统整体功能的实现。,对系统及其特性的再认识,系统内各元素之间存在着相互依赖和相互制约的特定关系，某一个元素的变化， 会影响其他元素实现其功能。,整体性主要是系统内某一要素出现问题，影响整体的功能。如“牵一发而动全身”，“木桶原理”“一着不慎

3、，全盘皆输”。 相关性主要是系统内部要素之间相互影响。如”头痛医脚，脚痛医头”。 汽车油门踩大一点汽车行驶快，反之行驶慢，对整体不影响，相关性。 汽车发动机坏了，汽车不能行驶，对整体造成影响，整体性。 汽车由很多零件组成，实现汽车功能，汽车功能是各零件没有的，整体性。,系统的环境适应性,对系统及其特性的再认识,任何系统都存在于一定的环境之中，必然要与外界进行物质、能量和信息的交换，外界环境的变化会相应地引起系统功能和内部元素的变化。系统具有适应环境的变化、保持原有功能的特性。,系统有环境适应性，但是有可能环境适应性好，也可能环境适应性差。,环境适应性举例：1.笔记本电脑可以根据环境光的强度来自

4、动调节显示器的亮度2.自行车设置了可以根据路况和气候的变速器改变自行车的轮齿比3.人造卫星的太阳能电池板可以根据太阳的位置调整自己的角度4.豚鹿 1960年灭绝，豚足袋狸 1926年灭绝，台湾梅花鹿 1969年灭绝5.香蕉树生活在降水丰富的热带地区,所以叶子非常阔大6.松树生长在降水相对较多的温带地区,所以叶子细长成针形7.仙人掌生长在干旱的沙漠地区,所以叶子退化成了叶刺,课堂练习-选择题,1.重庆市的城市道路建设年年都有很大的投入，但是，随着私家车的不断增加，重庆的道路反而变得越来越拥挤了。市政府对整个交通系统进行分析后，决定建设轻轨下列说法正确的是 A有了轻轨就能对交通系统实现优化 B因为

5、轻轨速度快，所以能实现对交通系统的优化 C因为轻轨在专门轨道运行，肯定能实现交通系统的优化 D必须与其他交通工具及基础设施配套，才能实现优化,答案：D,课堂练习-选择题,2.在下列关于系统说法中，哪个是有关整体性的理解 A系统是一个整体，具有整体的特性功能、目标和作用的有机整体 B构成系统的各元素之间，是相互联系、相互作用、相互依赖、相 互影响的关系，是彼此相关的 C系统都存在于一定的环境中，并不断地与外界环境进行物质的、 能量的和信息的交换，系统必须适应外部环境的变化 D也称为功能性，每个系统都具有特殊的功能，这是区别不同系统 的主要标志,答案：A,课堂练习-选择题,3.王总监负责某大楼的建

6、设项目，以下不属于其对系统优化的约束条件的是 A需要一年内向委托人交付大楼 B大楼要求有五级抗震能力 C王某调配大楼建设的施工人员 D委托人提出大楼的功能划分需求,答案：C,课堂练习-选择题,4.如图所示是一款水上运动单车，此款气垫混合型单车可转向、后退。从系统的角度分析，以下不合理的是 A由气垫、车架、螺旋桨、脚踏等共同组成水上运动单车，体现系统 的整体性 B该运行单车可以在水上行驶，体现系统的目的性 C脚踏板旋转的速度快慢与螺旋桨的旋转快慢存在关系，体现相关性 D水上运动单车使用一段时间后要及时充电、说明环境适应能力差,答案：D,课堂练习-选择题,5.如图所示是一款智能电动车充电器，它在工

7、作时可以根据电池电量、外界温度调整充电电压，当电池充满时会自动断电。设计该 充电器时需要兼顾充电是否充足、节约能源、保护电池等多方面目标，这体现系统分析的 A科学性原则 B综合性原则 C动态性原则 D整体性原则,答案：B,课堂练习-分析题,如图所示是齿轮轴的结构装配示意图。键安装在轴的键槽中，齿轮键槽对准键套到轴上，套筒安装在轴上并顶住齿轮端面，轴承安装在轴的两端起支承作用。该部件需要以下四个装配环节：安装轴承；安装齿轮；安装套筒；将键装入轴的键槽中。请根据上述描述，回答以下问题：,（1）齿轮轴的装配流程为： 。（2）将一段矩形钢手工加工成键，需要用到的设备和工具是 、 、 。（在手锯； 板牙

8、； 锉刀； 划规； 丝锥； 台虎钳； 钻床； 车床中选三种工具或设备，将序号填写在横线上。）（3）齿轮轴在运行过程中，会有磨损，这体现了系统分析中的 （在整体性； 动态性； 相关性中选一项，将序号填写在横线上。 ）,第四章 控制与设计,控制是一个充满新奇和挑战的话题。同时控制又是一个跨学科的综合性学科，它已深入到人们生活和工作的方方面面。,如：“控制情绪”“控制疫情”“控制温度”“控制家电”等。,第一节了 解 控 制,如果我们希望某一事物按照自己的意愿发展，就要对其进行干预，这种根据自己的目的，通过一定的方法使事物沿着某一确定的方向发展，就形成了控制。,一、控制的定义,摸“福”字游戏,二、开环

9、控制与闭环控制,这个游戏，其实就是一个控制过程。,能将控制的结果反馈回来，形成比较量，并与希望值（又叫给定量、基准量）进行比较，并根据它们的差别（误差）及时调整控制作用，使控制的误差减小的系统，称为闭环控制系统。而不能将控制的结果反馈回来影响控制作用的系统，称为开环控制系统。,系统中将控制结果反馈回来的部分，称为反馈环节。闭环控制系统都有反馈环节，所以有时又称闭环控制系统为反馈控制系统。反馈环节是闭环控制系统的重要特征。,二、开环控制与闭环控制,判断一个控制系统是否为闭环控制的简单方法是考察分析。当控制结果（即被控量）发生变化时，例如给被控对象或 被控量施加一些干扰，控制系统能否做出相应的调整

10、去改变控制的结果（即被控量），以减少控制误差，如果能，则为闭环控制，否则是开环控制。,三、手动控制和自动控制,有些时候，控制系统必须在人的直接干预下才能完成控制任务，这种控制系统，我们称为手动控制系统。 而控制过程不需要人的干预，就可按期望规律或预定程序进行的控制系统称为自动控制系统。 如：人工调节液面属手动控制、GPS定位属自动控制。,第四章 控制与设计,一、控制系统的组成,第二节控制系统的组成和描述,第四章 控制与设计,第二节控制系统的组成和描述,给定量,控制器,执行器,被控对象,反馈环节,被控量,一、控制系统的组成,第四章 控制与设计,二、控制系统的框图表示,第二节控制系统的组成和描述,

11、第四章 控制与设计,判断以下事例是开环控制还是闭环控制？,第二节控制系统的组成和描述,闭环控制,开环控制,开环控制,第四章 控制与设计,第二节控制系统的组成和描述,练习：说出以上三个系统的以下内容：给定量、控制器、执行器、被控对象、被控量、反馈环节分别是什么？,1.给定的液面高度、大脑、手、阀门、液体流量、眼睛。2.想要的风量、挡位开关、电机、风扇叶、风量，无反馈。3.遮挡信号、控制芯片、电子阀门、阀门的开/关、水流、红外检测装置,课堂练习-判断题,1.判断下列关于控制系统的表述是否正确。（1）控制器肯定是控制系统中最先动作的构件。（ ） （2）执行器是能直接对被控对象起控制作用的装置。（ ）

12、 （3）被控对象是连动过程中最后动作的构件。（ ） （4）存在比较器的控制系统一定是闭环控制系统。（ ）,解析：(1)错，有反馈时检测装置最先动作；(2)对；(3)对；(4)错，投篮，投飞镖都是开环控制。见粤教材必修2，P126页说明。,课堂练习-判断题,2.判断下列关于楼道灯的声控开关电路的说法是否正确。（1）它是一个闭环控制系统。（ ） （2）它能自动纠正控制误差。（ ） （3）灯是被控对象。 （ ） （4）控制量是控制灯的亮灭。（ ）,解析：(1)错；(2)错；(3)对；(4)错，控制量是电流或电压,第四章 控制与设计,第三节简单控制系统的设计,课堂练习-选择题,1.下列关于控制系统工作

13、过程的说法，正确的是A信息只能从输入端传至输出端B信息只能从输出端传至输入端C开环控制系统的信息只能从输入端传至输出端D闭环控制系统的信息只能从输出端传至输入端,答案：C,课堂练习-选择题,2.家用空调温度自动控制系统是闭环控制，其中反馈环节的作用是A减少输入量B增加输入量C稳定输入量D稳定输出量,答案：D,课堂练习-选择题,3.在下面4个控制系统中，属于闭环控制系统的是A电风扇的定时控制系统B公共楼道路灯延时控制系统C . 大棚温度恒定控制系统D商店自动门控制系统,答案：C,课堂练习-选择题,4.有这样一个“黑箱”，其输入、输出关系的数据见下表，则“黑箱”内部可能是A交流变压器B电源稳压器C

14、日光灯整流器 D电阻分压器,答案：D,课堂练习-分析题,5.养鸡场让鸡饮水时，如采用放在地上的普通水槽，容易被鸡踩翻和污染，不能保证水槽中的水量。赵明同学设计了一个挂在空中的鸡用饮水方案，如图所示。设饮水盘中的虚线为设计水位，当饮水盘水位下降到一定值时，饮水盘重量减轻，弹簧使水阀控制杆向上运行，将出水阀打开，水从进水管流入饮水盘，当水位达到设计高度后，饮水盘重量增加，对弹簧的拉力增加，使水阀控制杆向下运行，关闭水阀。因此饮水盘中的水位能自动维持在设计高度上。该控制系统中：（1）弹簧的作用是什么？（2）画出自动饮水机的控制系统框图。,课堂练习-分析题,（1）弹簧有两个作用，一是检测水位的变化，二

15、是控制水阀的开和关。,（2）控制系统的框图如下：,课堂练习-分析题,6.随着音乐起伏而变化的音乐喷泉是控制技术的一种具体应用。其工作过程是由“声-电转换装置”将起伏的音乐强度转换为随之而变化的电信号，这种电信号驱动电动机带动水泵转动。音乐信号强水泵的转速就快，喷头的压力就大，喷出的水柱就高。反之，喷出的水柱就低。音乐信号的强弱与喷泉水柱的高低一一对应。请回答以下问题：（1）音乐喷泉控制系统是开环控制还是闭环控制？（2）该控制系统的输入信号和输出信号分别是什么？（3）从控制系统组成的角度，分析“声-电转换装置” 在控制系统中起什么作用？,参考答案：（1）开环控制系统（2）音乐的声信号、水柱的高度（3）控制器的控制作用,