008通用技术必修2第八讲控制与设计总复习.ppt

高中通用技术总复习技术与设计2（必修2）对系统及其特性的再认识对系统及其特性的再认识系统的含义：系统的含义：系统是指由两个或者两个以上相互联系、相互作用的系统是指由两个或者两个以上相互联系、相互作用的组分组分（元素）所组成的，具有一定结构和功能的有机整体元素）所组成的，具有一定结构和功能的有机整体组分：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神经系统神经系统如果我们把鼻、如果我们把鼻、咽、喉、气管、支咽、喉、气管、支当系统当系统不在分级不在分级时，末端时，末端就称为组就称为组分分人人体体系系统统消化系统消化系统分泌系统分泌系统呼吸系统呼吸系统泌尿系统泌尿系统气管等看成人体分气管等看成人体分鼻鼻咽咽喉喉气管气管支气管支气管解的最后层次或基解的最后层次或基本单元，那么，这本单元，那么，这些器官就是构成人些器官就是构成人体的体的元素元素对系统及其特性的再认识对系统及其特性的再认识系统的分类系统的分类自然系统自然系统元素的性质元素的性质动态系统是指状态随时间而变动态系统是指状态随时间而变化的系统化的系统如大棚内的温度，湿度变化随如大棚内的温度，湿度变化随时间变化明显。

时间变化明显静态系统是指状态不随时间而静态系统是指状态不随时间而人工系统人工系统复合系统复合系统元素存在的形态元素存在的形态实体系统实体系统概念系统概念系统系系统统运动状态运动状态动态系统动态系统静态系统静态系统开放系统开放系统变化的系统系统的运动极其缓变化的系统系统的运动极其缓慢，状态变化很小，难以观察慢，状态变化很小，难以观察如恒温箱内的温度、冰箱内的如恒温箱内的温度、冰箱内的与外部环境的关系与外部环境的关系封闭系统封闭系统温度、人的体温温度、人的体温对系统及其特性的再认识对系统及其特性的再认识系统的整体性与相关性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功能的实现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，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。

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，影响整体的功能如如““牵一发而动全牵一发而动全身身””，，““木桶原理木桶原理”“”“一着不慎，全盘皆输一着不慎，全盘皆输””相关性主要是系统内部要素之间相互影响相关性主要是系统内部要素之间相互影响如如””头痛医脚，脚痛医头头痛医脚，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，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，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，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对系统及其特性的再认识对系统及其特性的再认识系统的环境适应性系统的环境适应性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：环境适应性举例：1.1.笔记本电脑可以根据环境光的强度来自动调节显示器的亮度笔记本电脑可以根据环境光的强度来自动调节显示器的亮度2.2.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3.3.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4.4.豚鹿豚鹿 19601960年灭绝，豚足袋狸年灭绝，豚足袋狸19261926年灭绝，台湾梅花鹿年灭绝，台湾梅花鹿19691969年灭绝年灭绝5.5.香蕉树生活在降水丰富的热带地区香蕉树生活在降水丰富的热带地区 , ,所以叶子非常阔大所以叶子非常阔大6.6.松树生长在降水相对较多的温带地区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所以叶子细长成针形7.7.仙人掌生长在干旱的沙漠地区仙人掌生长在干旱的沙漠地区 , ,所以叶子退化成了叶刺所以叶子退化成了叶刺课堂练习课堂练习-选择题选择题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．有了轻轨就能对交通系统实现优化B．因为轻轨速度快，所以能实现对交通系统的优化．因为轻轨速度快，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．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．必须与其他交通工具及基础设施配套，才能实现优化答案：答案：D D课堂练习课堂练习-选择题选择题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．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．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、．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．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的主要标志答案：答案：A A课堂练习课堂练习-选择题选择题3.王总监负责某大楼的建设项目，以下不属于其对系统优化的约束条王总监负责某大楼的建设项目，以下不属于其对系统优化的约束条件的是件的是A．需要一年内向委托人交付大楼．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．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．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．委托人提出大楼的功能划分需求答案：答案：C C课堂练习课堂练习-选择题选择题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。

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．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．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．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．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：答案：D D课堂练习课堂练习-选择题选择题5.如图所示是一款智能电动车充电器，它在工作时可以根据电池电量、如图所示是一款智能电动车充电器，它在工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，这体现系统分析的分析的A．科学性原则．科学性原则B．综合性原则．综合性原则C．动态性原则．动态性原则D．整体性原则．整体性原则答案：答案：B B课堂练习课堂练习-分析题分析题如图所示是齿轮轴的结构装配示意图。

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，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：需要以下四个装配环节：①①安装轴承；安装轴承；②②安装齿轮；安装齿轮；③③安装套筒；安装套筒；④④将键装入轴的将键装入轴的键槽中请根据上述描述，回答以下问题：请根据上述描述，回答以下问题：（（1 1）齿轮轴的装配流程为：）齿轮轴的装配流程为：④④→ → ②②→→③③→→①①2 2）将一段矩形钢手工加工成键，需要用到的设备和工具是）将一段矩形钢手工加工成键，需要用到的设备和工具是①①、、③③、、⑥⑥在①①手锯；手锯； ②②板牙；板牙； ③③锉刀；锉刀； ④④划规；划规； ⑤⑤丝锥；丝锥； ⑥⑥台虎钳；台虎钳； ⑦⑦钻钻床；床； ⑧⑧车床车床中选三种工具或设备，将序号填写在横线上中选三种工具或设备，将序号填写在横线上②②（在（在①①整整（（3 3）齿轮轴在运行过程中，会有磨损，这体现了系统分析中的）齿轮轴在运行过程中，会有磨损，这体现了系统分析中的体性；体性； ②②动态性；动态性； ③③相关性相关性中选一项，将序号填写在横线上。

中选一项，将序号填写在横线上 ））第四章第四章 控制与设计控制与设计第一节第一节了了 解解 控控 制制控制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综合性学科，它已深入到人们生活和工作的方方面面如：如：““控制情绪控制情绪”“”“控制疫情控制疫情”“”“控制温度控制温度”“”“控制家电控制家电””等一、控制的定义一、控制的定义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二、开环控制与闭环控制二、开环控制与闭环控制摸摸““福福””字游戏字游戏这个游戏，其实就是一个控制过程这个游戏，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，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，整控制作用，使控制的误差减小的系统，称为称为闭环控制系统。

闭环控制系统 而不能将控制的结果而不能将控制的结果反馈回来影响控制作用的系统，称为反馈回来影响控制作用的系统，称为 开环开环控制系统控制系统系统中将控制结果反馈回来的部分，称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，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，例如给被控对象或当控制结果（即被控量）发生变化时，例如给被控对象或被控被控量施加一些干扰，控制系统能否做出相应的调整去改变控制的量施加一些干扰，控制系统能否做出相应的调整去改变控制的结果（即被控量），以减少控制误差，如果能，则为闭环控制，结果（即被控量），以减少控制误差，如果能，则为闭环控制，否则是开环控制否则是开环控制三、手动控制和自动控制三、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。

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控制系统如：人工调节液面属手动控制、如：人工调节液面属手动控制、 GPS定位属自动控制定位属自动控制第四章第四章 控制与设计控制与设计第二节第二节控制系统的组成和描述控制系统的组成和描述一、控制系统的组成一、控制系统的组成第四章第四章 控制与设计控制与设计第二节第二节控制系统的组成和描述控制系统的组成和描述一、控制系统的组成一、控制系统的组成给定量给定量控制器控制器执行器执行器被控对象被控对象被控量被控量反馈环节反馈环节第四章第四章 控制与设计控制与设计第二节第二节控制系统的组成和描述控制系统的组成和描述二、控制系统的框图表示二、控制系统的框图表示第四章第四章 控制与设计控制与设计第二节第二节控制系统的组成和描述控制系统的组成和描述判断以下事例是开环控制还是闭环控制？判断以下事例是开环控制还是闭环控制？闭环控制闭环控制开环控制开环控制开环控制开环控制第四章第四章 控制与设计控制与设计第二节第二节控制系统的组成和描述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：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？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？1.1.给定的液面高度、大脑、手、阀门、液体流量、眼睛。

给定的液面高度、大脑、手、阀门、液体流量、眼睛2.2.想要的风量、挡位开关、电机、风扇叶、风量，无反馈想要的风量、挡位开关、电机、风扇叶、风量，无反馈3.3.遮挡信号、控制芯片、电子阀门、阀门的开遮挡信号、控制芯片、电子阀门、阀门的开/ /关、水流、红外检测装置关、水流、红外检测装置课堂练习课堂练习-判断题判断题1.判断下列关于控制系统的表述是否正确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执行器是能直接对被控对象起控制作用的装置3）被控对象是连动过程中最后动作的构件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存在比较器的控制系统一定是闭环控制系统解析：解析：(1)(1)错，有反馈时检测装置最先动作；错，有反馈时检测装置最先动作；(2)(2)对；对；(3)(3)对；对；(4)(4)错，投篮，投飞镖都是开错，投篮，投飞镖都是开环控制见粤教材必修环控制见粤教材必修2 2，，P126P126页说明课堂练习课堂练习-判断题判断题2.判断下列关于楼道灯的声控开关电路的说法是否正确。

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它是一个闭环控制系统2）它能自动纠正控制误差它能自动纠正控制误差3）灯是被控对象灯是被控对象4）控制量是控制灯的亮灭控制量是控制灯的亮灭解析：解析：(1)(1)错；错；(2)(2)错；错；(3)(3)对；对；(4)(4)错，控制量是电流或电压错，控制量是电流或电压第四章第四章 控制与设计控制与设计第三节第三节简单控制系统的设计简单控制系统的设计课堂练习课堂练习-选择题选择题1.下列关于控制系统工作过程的说法，正确的是下列关于控制系统工作过程的说法，正确的是A．信息只能从输入端传至输出端．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．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．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．闭环控制系统的信息只能从输出端传至输入端答案：答案：C C课堂练习课堂练习-选择题选择题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．减少输入量B．增加输入量．增加输入量C．稳定输入量．稳定输入量D．稳定输出量．稳定输出量答案：答案：D D课堂练习课堂练习-选择题选择题3.在下面在下面4个控制系统中，属于闭环控制系统的是个控制系统中，属于闭环控制系统的是A．电风扇的定时控制系统．电风扇的定时控制系统B．公共楼道路灯延时控制系统．公共楼道路灯延时控制系统C . 大棚温度恒定控制系统大棚温度恒定控制系统D．商店自动门控制系统．商店自动门控制系统答案：答案：C C课堂练习课堂练习-选择题选择题4.有这样一个有这样一个““黑箱黑箱””，其输入、输出关系的数据见下表，则，其输入、输出关系的数据见下表，则““黑箱黑箱””内内部可能是部可能是A．交流变压器．交流变压器B．电源稳压器．电源稳压器C．日光灯整流器．日光灯整流器D．电阻分压器．电阻分压器答案：答案：D D课堂练习课堂练习-分析题分析题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，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，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：高度上该控制系统中：（（1）弹簧的作用是什么？）弹簧的作用是什么？（（2）画出自动饮水机的控制系统框图画出自动饮水机的控制系统框图课堂练习课堂练习-分析题分析题（（1）弹簧有两个作用，一是检测水位的变化，二是控制水阀的开和关弹簧有两个作用，一是检测水位的变化，二是控制水阀的开和关2）控制系统的框图如下：）控制系统的框图如下：课堂练习课堂练习-分析题分析题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是由““声声-电转换装置电转换装置””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：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？）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？）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）从控制系统组成的角度，分析““声声-电转换装置电转换装置””在控制系统中起什么作用？在控制系统中起什么作用？参考答案：参考答案：（（1）开环控制系统）开环控制系统（（2）音乐的声信号、水柱的高度）音乐的声信号、水柱的高度（（3）控制器的控制作用）控制器的控制作用。