高中通用技術(shù)導學案二

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1、高中通用技術(shù)復(fù)習導學案二 姓名: 班級: 學習目標: 1、知道系統(tǒng)的概念、構(gòu)成條件、子系統(tǒng)及系統(tǒng)的類型。知道系統(tǒng)的五個基本特征及系統(tǒng)優(yōu)化的概念、系統(tǒng)設(shè)計的概念、應(yīng)考慮的問題(目的,各部分間關(guān)系,優(yōu)化)和步驟。 2、知道控制的定義及其分類,能區(qū)分控制的要素,了解控制應(yīng)用的意義。 3、知道控制系統(tǒng)開環(huán)、閉環(huán)的含義以及會畫控制系統(tǒng)工作過程方框圖。 4、會進行閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程及開環(huán)與閉環(huán)的比較。知道干擾因素、反饋的概念。了解反饋法、功能模擬法、黑箱法及控制系統(tǒng)設(shè)計的思路,了解閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計的基本要求。 學習重點:知道本單元知識結(jié)構(gòu),會

2、運用知識解決簡單的實際問題。 學習難點:理解系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)化及控制系統(tǒng)的工作過程。 學習過程: (一)知識梳理 1、系統(tǒng)的概念、構(gòu)成條件、子系統(tǒng)及系統(tǒng)的類型:由 、 、 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整體,成為系統(tǒng)。構(gòu)成系統(tǒng),必須具備三個條件:第一,至少要有 的要素(部分)才能組成系統(tǒng);第二,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;第三,這個整體具有的功能是 。系統(tǒng)有大有小

3、,有復(fù)雜有簡單。對于較大型的系統(tǒng)和比較復(fù)雜的系統(tǒng),根據(jù)一定的標準可劃分為若干子系統(tǒng)。根據(jù)需要,可以對系統(tǒng)進行不同的分類。例如,可把系統(tǒng)分為自然系統(tǒng)(如生態(tài)系統(tǒng))和人造系統(tǒng)(如計算機系統(tǒng));也可把系統(tǒng)分為實體系統(tǒng)(生物系統(tǒng)、機械系統(tǒng))和抽象系統(tǒng)(如哲學系統(tǒng))。 2、系統(tǒng)的五個基本特征: 、 、 、 、 。 3、系統(tǒng)分析的概念、目的、步驟及原則:Ⅰ、為了發(fā)揮系統(tǒng)的功能,實現(xiàn)系統(tǒng)的目標,運用科學的方法對系統(tǒng)加以周詳?shù)目疾?、分析、比較、試驗,并在此基礎(chǔ)上擬定一套有效的處理步驟和程序,或?qū)υ械南到y(tǒng)提

4、出改進方案的過程,就是系統(tǒng)分析。Ⅱ、系統(tǒng)分析的出發(fā)點是為了發(fā)揮系統(tǒng)的整體功能,目的是 。Ⅲ、系統(tǒng)分析的一般步驟為:明確問題,設(shè)立目標→收集資料,制定方案→分析計算,評價比較→檢驗核實,作出決策。Ⅳ、系統(tǒng)分析的主要原則: 、 、 。 4、系統(tǒng)優(yōu)化的概念:系統(tǒng)的優(yōu)化是指在給定的條件(或約束的條件)下,根據(jù)系統(tǒng)的優(yōu)化目標,采取一定的手段和方法,使系統(tǒng)的目標值達到 。 5、系統(tǒng)設(shè)計的概念、應(yīng)考慮的問題(目的,各部分間關(guān)系,優(yōu)化)和步驟:無

5、論是簡單系統(tǒng)的設(shè)計,還是復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計,都要對需設(shè)計的系統(tǒng)進行調(diào)查分析、籌劃研究、評價實施、運行實施等,指導完成一個能協(xié)調(diào)工作的實際系統(tǒng),這一過程就是系統(tǒng)設(shè)計。系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)考慮的主要問題:①系統(tǒng)設(shè)計的目的與要求;②系統(tǒng)各部分之間的相互聯(lián)系與相互作用;③系統(tǒng)設(shè)計方案的優(yōu)化。系統(tǒng)設(shè)計的步驟主要包括:將系統(tǒng)分解為若干子系統(tǒng),確定個子系統(tǒng)的目標、功能及其相互關(guān)系,對子系統(tǒng)進行技術(shù)設(shè)計和評價,對系統(tǒng)進行總體技術(shù)設(shè)計和評價等。 6、控制的定義及其分類:人們按照自己的意愿或目的,通過一定的 ,使事物向期望的目標發(fā)展,這就是控制。從控制過程中人工干預(yù)的情形來分,控制有 和

6、 。 7、能區(qū)分控制的要素(目的、手段、對象):理解任何控制現(xiàn)象,都要明確控制的對象是什么,控制要達到什么目的和采取什么控制手段。 8、控制應(yīng)用的意義。 :①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,使之能滿足人們的需要。②提高勞動效率,減輕勞動這的勞動強度。③在軍事、國防等領(lǐng)域的應(yīng)用,能對目標進行準確鎖定。 9、控制系統(tǒng)、開環(huán)、閉環(huán)的含義以及方框圖的繪制。 被控對象 執(zhí)行器 控制器 答:任何一種控制的實現(xiàn),都要通過若干個環(huán)節(jié),這些環(huán)節(jié)就構(gòu)成了一個系統(tǒng),稱為控制系統(tǒng)??刂葡到y(tǒng)的 與 之間有一定的對應(yīng)關(guān)系???/p>

7、制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響,這種控制系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。對于開環(huán)控制系統(tǒng),通??梢杂孟旅娴姆娇驁D來描述: 輸入量 輸出量 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)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。其方框圖如下: 輸入量 輸出量 10、閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程和開環(huán)與閉環(huán)的比較:Ⅰ、從反饋來看,閉環(huán)控制系統(tǒng)就是指在系統(tǒng)的輸出端與輸入端之間存在反饋回路,輸出

8、量對控制過程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)的核心是通過反饋來減少 的偏差。Ⅱ、開環(huán)控制系統(tǒng)本身不能對被控量的偏差進行調(diào)整和補償。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)的優(yōu)點是控制精度高,不論何種原因造成系統(tǒng)的輸出量偏離給定量,閉環(huán)控制系統(tǒng)都會產(chǎn)生控制作用來減小這一偏差。與開環(huán)控制系統(tǒng)相比,閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計比較麻煩,結(jié)構(gòu)也相對復(fù)雜,構(gòu)成控制系統(tǒng)的成本較高。閉環(huán)控制系統(tǒng)是自動控制中廣泛喜愛用的一種控制方式,用于要求高精度和高可靠性的場合。 11、干擾因素:在控制系統(tǒng)中,除 (給定值)以外,引起被控量變化的

9、各種因素稱為干擾因素。在控制系統(tǒng)中,干擾因素可能有一個,也可能有若干個。在一控制系統(tǒng)中,干擾因素是需要克服的。而在有些情況下,卻可以利用干擾因素實現(xiàn)某種目的。(如在軍事演習中,A利用一定頻率的電磁波對B的信息指揮系統(tǒng)進行干擾,使之不能正常工作。)控制系統(tǒng)中,將輸出量通過適當?shù)? 返回到輸入端并與輸入量進行比較的過程,就是反饋。 12、反饋法、功能模擬法、黑箱法:利用反饋來分析和處理被控對象,通過系統(tǒng)的輸出來調(diào)整系統(tǒng)的行為,使系統(tǒng)沿著預(yù)期的目標運行的方法,稱為 方法(如自動電水壺當水沸騰時自動切斷電源)。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

10、法,就是 法。(如國際象棋的人機對弈。)把要研究的系統(tǒng)作為黑箱,通過對系統(tǒng)輸入與輸出關(guān)系的研究,進而推斷出系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其功能的方法,就是 法。(如拍打西瓜的表皮判斷西瓜的生熟。) 13、控制系統(tǒng)設(shè)計的思路和閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計的基本要求。 :Ⅰ、要設(shè)計好一個控制系統(tǒng):①明確這個系統(tǒng)要達到的目的是什么;②所要控制的對象是什么;③被控對象有哪些重要的特性;④被控量和控制量分別是什么;⑤外界的主要干擾因素有哪些;⑥選擇怎樣的設(shè)計方案既能達到目的,又經(jīng)濟、易于實現(xiàn);⑦如何選擇設(shè)備和原件。Ⅱ、對于簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng),有以下基本要求:①一個閉環(huán)控制系統(tǒng)要正常工作,首先必須是穩(wěn)定的;

11、②控制系統(tǒng)的控制精度必須符合要求,即系統(tǒng)的輸出量與給定值之差應(yīng)控制在允許的范圍之內(nèi);③閉環(huán)控制系統(tǒng)應(yīng)有較好的抗干擾性能。 (二)課堂練習 1、下列日常用語沒有反應(yīng)系統(tǒng)整體性的是( ?。? A.丟卒保車  B.三個小皮匠頂個諸葛亮   C.一招不慎,全盤皆輸   D.春捂秋凍 2.“嫦娥一號”的發(fā)射是由衛(wèi)星系統(tǒng)、運載火箭系統(tǒng)、發(fā)射場系統(tǒng)、測控系統(tǒng)、地面應(yīng)用系統(tǒng)五大系統(tǒng)協(xié)同工作完成的,這個過程主要體現(xiàn)了系統(tǒng)的:( A ) A.整體性

12、 B.目的性 C.動態(tài)性 D.環(huán)境適應(yīng)性 3.某校要對三幢新建的教學樓A、B、C進行裝修,假設(shè)每一幢教學樓裝修均依次分為水電安裝、木工和油漆三個施工過程,分別由相應(yīng)的專業(yè)裝修隊依次完成,每個裝修隊在每幢樓的施工時間均相同,采用何種方式裝修,才能使裝修工期和資源利用最為合理:( ?。? A.單一施工 B.依次施工 C.平行施工 D.流水施工 4.以下系統(tǒng)不屬于系統(tǒng)優(yōu)化的是( ) A.農(nóng)作物套種增產(chǎn) B.施工從依次施工變?yōu)槠叫惺┕? C.電腦操作系統(tǒng)的升級 D.普通臺燈變?yōu)檎{(diào)光臺燈 5.在我們的日常生活中,有很多人工控制

13、和自動控制現(xiàn)象,下列選項中全過程都是人工控制的是:( C ) ①搖動轆轤提取井水②電梯的上下運行控制③農(nóng)用灌溉抽水機抽水的控制④用氣筒給自行車輪胎充氣⑤駕駛汽車⑥普通自來水龍頭 A.①②④ B.②③⑤ C.①④⑤⑥ D.③④⑤ 6.小明發(fā)現(xiàn)學校路燈有時由于沒有及時關(guān)閉而浪費用電,為此他設(shè)計了一個控制方案,能夠在天亮時關(guān)閉,天暗后打開。該控制系統(tǒng)應(yīng)該屬于:(B ) A.自動控制的閉環(huán)控制系統(tǒng)   B.自動控制的開環(huán)控制系統(tǒng) C.手動控制的閉環(huán)控制系統(tǒng)   D.手動控制的開環(huán)控制系統(tǒng) 7.家用抽水馬桶的水箱水位控制系統(tǒng),為了降低家用抽水

14、馬桶水箱水位的高度,可采取的措施是:( C ) A.增大進水流量 B.減少進水流量 C.調(diào)節(jié)降低浮球的位置 D.調(diào)節(jié)升高浮球的位置 8.家里的衣服晾在陽臺外面常常會被雨淋濕,周杰同學發(fā)現(xiàn)這一問題后嘗試設(shè)計一種新型晾衣架。這種晾衣架在下雨時能自動將衣服收至雨蓬下,保證衣服不被雨淋濕。)該控制系統(tǒng)中,給控制電路輸入信號的元件應(yīng)是:( C ) A.濕度傳感器 B.光敏傳感器 C.溫度傳感器 D.紅外線傳感器 普通家用電飯鍋的保溫控制(用雙金屬片開關(guān)控溫)系統(tǒng)為( D ) A.機械控制的閉環(huán)控制系統(tǒng) B.電子控

15、制的閉環(huán)控制系統(tǒng) C.機械控制的開環(huán)控制系統(tǒng) D.電子控制的開環(huán)控制系統(tǒng) 9.冰箱在恒溫控制工作過程中,會受下列因素影響而使其溫度發(fā)生改變:①開關(guān)冰箱門,②電源電壓不穩(wěn),③有人在冰箱邊烤火,④箱內(nèi)溫控器失靈,其中屬于溫度控制系統(tǒng)中的干擾因素的是:( A ) A.①②③④ B.①②③ C.①②④ D.①③④ 10.冰箱的溫控系統(tǒng)采用閉環(huán)控制,為了進一步提高其抗干擾性能,設(shè)計中采取的措施:( C ) A.增加反饋環(huán)節(jié) B.提高壓縮機制冷量 C.提高箱體隔熱性能 D.說明書上建議用戶將冰箱遠離其他家用電器放置 11.下列選項中不屬于黑箱方法的是

16、:( A ) A.國際象棋中的人機對弈 B.用萬用表去測試一段電路是否斷路 C.通過拍打西瓜表面來判斷西瓜成熟情況 D.中醫(yī)看病的“望聞問切” 7.汽車超載監(jiān)測系統(tǒng)由以下幾部分組成:在收費站前每條車道上安裝壓力傳感器,它監(jiān)測每輛汽車的重量,近旁裝有攝像頭,將通過車輛的車型、牌照攝下。這些信息傳入監(jiān)測電腦,電腦能夠辨認出各種車型,并查明該型車的規(guī)定載重量,經(jīng)過與實測數(shù)據(jù)對比,就能判明來車是否超載。 (1)請說出汽車超載監(jiān)測系統(tǒng)的三個子系統(tǒng): 、 、 12.夏天空調(diào)工作過程:打開空調(diào)后,用戶須設(shè)置一個設(shè)定溫度T。接著

17、,微處理器就不斷地將溫度感應(yīng)器探測出來的室內(nèi)溫度t與設(shè)定溫度T進行比較:如果t > T,則微處理器發(fā)出指令使繼電器接通,這時壓縮機開始工作、制冷;如果t < T,則微處理器發(fā)出指令使繼電器斷開,這時壓縮機便不工作。這樣就達到了恒溫、制冷的效果。 (1)空調(diào)的制冷系統(tǒng)是屬于開環(huán)控制還是閉環(huán)控制? 重錘 安全閥 (2)畫出控制系統(tǒng)方框圖。 13.家用壓力鍋的壓力控制系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng),完成下列方框圖并說出干擾因素(兩點): 、 控制器 (重錘) 執(zhí)行器 ( ) 被控對象 ( ) 被控量 ( ) 給定量 (設(shè)定壓力) 檢測裝置 ( ) 控制量 (出汽量) 比較器 4 / 4文檔可自由編輯打印

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