通用技术知识点

（通用）技术与设计1第一章：知识点归纳第一单元走进技术世界一、技术的性质：（1）技术的目的性：技术源于人类的需求与愿望。（2）技术的双重属性。自然属性：任何技术都必须符合自然规律，如永动机梦想的破灭；社会属性：技术必然要受到社会条件的制约，如新旧社会对传染疾病的防范。（3）技术的创新性。技术的发展需要创新，技术创新表现为技术革新和技术发明。创新是技术发展的核心。 每一项技术的问世都是创新的结果。技术创新是一个艰难而曲折的历程。（例：显示器的不断发展属于技术 革新，王选发明激光照排系统属于技术发明。）（4）技术的综合性：技术设计需要综合知识的应用，则重合作精神。（5）技术的两面性：技术应用推动社会发展、给人们带来幸福，同时技术应用造成的负面影响不容忽视。（6）技术的专利性：1）知识产权：智力劳动者的创造性劳动取得成果后，对其依法享有的一种权利。包括占有权、使用权、处分权和收益权。2）知识产权的内容：主要有著作权、商标使用权、发明权、专利权。3）专利的三种特性：独占性、时间性、地域性。4）专利的种类：发明专利、实用新型专利、外观设计专利。5）专利的有效期：发明专利20年。实用新型专利10年。外观设计专利10年。6）专利申请的原则：先申请原则，即先申请专利，后发表论文或公开，避免因过早公开技术而丧失保护机 会。7）专利申请的途径：主管单位是国家知识产权局，一是自己直接申请；二是到专利事务所委托专利代理人 代办专利申请。8）专利申请步骤：提出申请 受理 初审 公布 实质性审查 授权二、技术与人、自然和社会的关系技术与人：技术具有保护人（安全帽）、解放人（交通工具）和发展人（智力进步）的作用。技术与社会：技术促进社会生产的发展；丰富了社会文化的内容；改变了社会生活方式。技术与自然：人类依靠技术利用、合理改造自然；并保护自然，与自然和谐共处。三、技术与科学的区别与联系：科学是通过各种方法和实验，从而发现规律、理论， 并予以验证和公式化的知识体系。如：牛顿发现万有引力、达尔文发现进化论、居里夫人发现镭等。技术则是人类为了满足自身的需要和愿望对大自 然进行的改造。如：瓦特发明蒸汽机、贝尔发明电话、恩格尔巴 特发明鼠标、爱迪生发明电灯泡等科学回答“是什么”“为什么”的问题技术则更多地回答“怎么办”的问题科学促进了技术的发展，技术推动了科学的进步。四、知识产权在技术领域的重要作用：专利在产权保护制度下对技术活动的重要性：知识产权制度允许专利所有权人对专利技术具有一定的性，使 其专利技术和产品在一定时间内独占市场，从而得到丰厚的回报，保持发明创造的积极性，使技术创新活动 趋向良性循环。（通用）技术与设计1第二章：知识点归纳第二单元：流程与设计一、流程的涵义：1、流程的概念：流程是一项活动或一系列连续有规律的事项或行为进行的程序。任何流程都反映了一定的时序，体现出一定的环节。环节：活动或事件在其发展的过程中，依据某种特征或方式，可将该过程分解为若干个小过程，称这些小过程为环节。如：切种、布种、掩种环节，冲片和印片环节等。时序：过程的经历中，各环节按照一定的时间顺序先后出现、完成。这种时间顺序关系，称为时序。时 序体现了具体活动内容的先后关系，在这种先后关系中，有些步骤之间的时序是可以颠倒的，不些不可颠倒。2、流程的表达（流程图）：依据流程的性质及人们的表达习惯，流程图有文字表达、表格表达、图示表达、模型表达、动画演示等。二、流程的分析：1、生活与流程：科学合理的流程，可以指导我们正确地做事，提高工作和学习的效率，是我们的生活变得有序、合理，为 我们的安全提供保障（例洗衣、煮饭与烧菜的流程安排，碘盐和味精佐料的加放流程，青霉素注射流程等）。2、生产与流程：运用科学合理的流程可以有效地组织生产、提高生产效率、保证产品质量、保证安全生产、保护环境等。流程中工序的作业方式一一串行和并行。上一道工序完成之后才能进入下一道工序一一串行。几项工作同时进行并行。3、简单流程图的识读：识读流程图的要点： 找流程的环节，明确每个环节的功能和作用；弄清流程中时序的体现与特征；流程是技术的核心概念之一。不同的流程，产生的效益往往不同，“理解流程就是质量”、“流程就是效益” 等。三、流程的设计：1、流程设计的基本要求：提高效率。提高质量。 节省资源。安全生产。提高经济效益。提高管理水平。2、流程设计中的基本因素：生产活动中的流程设计的基本因素主要有材料、工艺、设备、人员、资金和环境等。不同行业的流程设计中考虑的基本因素各有差异。流程设计要依据事物内在属性和客观的变化规律，科学地设计时序和环节，以达到设计目标。3、流程设计的步骤：第一步：首先要明确设计的目的和任务，明确流程所应遵循的内在变化规律。第二步：要 分析现有材料、 设备、资金、人员、工艺和环境等 因素。第三步：列出流程涉及的主要事项，并进行初步的排列。第四步: 分析各事项（步骤）之间的先后顺序，合理地安排流程的时序和环节。第五步：选择一个合适的表达方式 画出流程图，对于有严格时间的时序，要标注时间。注意：流程设计的基本要素是环节和时序。4、学画流程设计的框图：画流程设计框图的一般方法：根据对事物的内在属性和规律 的分析，以及有关的考虑，将流程的全过程， 按每个阶段的功能、作用的不同，分解为若干小过程一一环节，并用方框表示环节。按照每个小过程应该经历的时间顺序，将各环节依次排开，并用箭头线连接起来。四、流程的优化：1、流程的优化及目的：在设计和实施流程的过程中，经常需要进行不断的修改和完善，这种对流程修改的过程，叫做流程的优化。目的：提高工作效率、降低成本、降低劳动强度、节约能耗、减少环境污染、保证安全生产等。2、流程优化的内容：一般流程优化的主要内容有：工期优化、工艺优化、成本优化、技术优化、质量优化等。对一个流程的优化，可以是整体的全面优化，也可以是对某一个指标进行优化。经常会有这样的情况发生： 某一个指标得到了优化，而使另外的指标下降了。比如，技术优化，可能使成本提高。成本优化了，也可能 使质量下降。因此，在进行流程优化时，要综合平衡，以取得整体优化的成效。3、流程优化的条件：流程的改进和优化需要一定的条件，它建立在设备和工艺水平提高的基础上，建立在对流程内在机理进一 步研究的基础上。流程与材料、设备、工艺有着密切的关系，在优化流程时，需要充分考虑到这些条件。（通用）技术与设计1第二章：知识点归纳（补）第二章步入设计殿堂一、设计：1、设计是基于一定设想的、有目的的规划及创造活动。2、设计的一般过程：发现与明确问题制定设计方案制作原型或模型优化设计方案编写产品 的使用说明书二、设计的特点：（1）设计的源泉是人类的需要（2）设计的本质是创新（3）设计的领域很广泛（4）设计工作需考虑多方面的问题（5）设计需要发挥团队精神三、影响外观设计的因素： 造型、色彩、美感、人机工程学人机关系在设计中要实现的目标： 高效 人机协调，提供人的工作效率。例：“科学管理之父”泰勒“铁锹作业试验”。 健康长期使用，产品对人的健康不造成不良影响。例：高跟靴、设计不合理的椅子 舒适 产品使用中，人体能处于自然状体，感觉舒适。例：培土小工具手把处理 安全产品对人的身体不构成生理上的伤害。如：安全帽、安全带、课桌角等四、设计与技术的关系 设计是技术发展的基础 技术的发展为设计的创新提供了条件 技术的更新对设计产生了重要的影响五、设计的原则：1、科学性原则：设计要遵循自然规律，利用一定的科学理论或原理，如飞机、汽车外型的流线型，可减少阻 力。2、实用性原则：“为我所用，服务于人，方便实用”。如电视遥控器的发明。3、创新性原则：“改进变化，精益求精，耳目一新”。可从产品的原理、结构、技术、材料、工艺等方面考 虑改进实现创新。4、安全性原则：安全性是产品设计最起码的需求，如小孩玩具的棱角不能太锋利。5、经济原则：“物美价廉”，以最低的费用（成本）取得最佳的效果。6、美观性原则：“喜欢舒服，爱不释手”，给人以美的享受。让人们从产品的外观和造型上得到美的体验、 享受和精神上的愉悦。可通过对产品造型、大小比例、使用材料、色彩搭配、装饰图案等设计组合来表达。7、可持续发展原则：技术产品要考虑生态、环境、资源的长效性和可持续性，实用的同时要节能环保。8、技术规范性原则：产品或设计要有统一的标准，达到互通互配的目的。如各种插头插座的匹配。各种原则之间的关系：各种原则并不是各自独立的，它们之间往往相互联系、相互制约、相互促进、相互影 响、相互渗透。具有一定的开放性。（通用）技术与设计1第三章：知识点归纳第三章体验设计实践1、设计的种类：开发性设计、创造性设计、改进性设计、综合性设计2、发现问题的途径和方法：A、 观察日常生活（包括有意识观察和无意注意）（锯子、珍妮纺纱机的发明）；B、收集和分析信息（文献法，问卷调查法，询问法等）C、技术研究与技术试验（温度计的发明）。3、判断问题价值的方法：判断一个问题是否有价值，必须从以下问题着手： 所提出的问题是否遵循了基本的科学原理。 迄今为止，能否确认该问题尚未得到充分解决。 在调查的范围内，该问题是否有普遍意义，在更广的范围内，该问题是否有意义? 在多个问题同时发生时，该问题是否是主要问题？ 现有的技术条件能否解决这个问题？技术发展以后呢？ 解决该问题所需要的投入是多少？投入与产出的比是否理想？4、问题的来源： 人类生存活动中必然会遇到的问题 别人给出的问题，设计者必须针对问题寻求解决的方法 基于一定的目的有设计者自己主动发现问题。5、制定方案的步骤：6、产品设计的三要素：人、物、环境7、方案构思的主要方法：草图法 模仿法 联想法 奇特性构思法（“模仿法和“联想法”的区分：原理、功能目的都相似为模仿，如模仿蝙蝠设计出雷达；原理目的功能有扩充、集成、推理、迁移甚至逆向思维的为联想。）8、评价设计构思的主要依据：一是看它是否符合设计的基本原则，二是事先制定的设计要求进行评价9、设计的表达与交流：设计的交流主要依靠图纸，图纸就是工程技术界的“语言”。用于设计交流的图通常有两种：透视图和三视图。常见的技术语言有：图样、图表、模型、符号 、图纸的尺寸：尺寸界线、尺寸线（包括箭头）、尺寸数字（包括必要的符号及字母）是构成图纸尺寸的三要素。尺寸标注的噤泰正易成1辨饭标注直径或半径尺寸时，应在尺寸数字前分别加注符号 。或R,若标注球面的直径或半径时，应在符号。或R 前再加注符号S。 、简单形体的三视图：物体的正面投影，即物体由前向后投影所得的图形，通常反映物体的主要形状特征，称为主视图；物体的水平投影，即物体由上向下投影所得的图形，称为 俯视图;物体的侧面投影，即物体由左向右投影所得的图形，称为 左视图。三视图的基本投影规律：主、俯视图一一长对正；主、左视图一一高平齐；左、俯视图一一宽相等。（通用）技术与设计1第四章：知识点归纳第四章展示设计成果一、材料：材料的品种很多，常见的材料可以分为三类：天然材料、合成材料、混合材料。1、天然材料：是指取材于大自然且保持原来特质的材料，如木材、黏土、石材等。2、合成材料：又称人造材料，是人为把不同的物质经化学方法或聚合作用而成的材料，其特质与原料不 同，如塑料、玻璃、钢铁等。3、混合材料：是天然材料和合成材料的综合，如胶合板、纸、混纺材料等，混合材料会保持部分原来的 特质。二、材料的性能：1、强度：抗压、抗拉、抗弯、抗剪、抗扭2、弹性 3、韧性 4、硬度 5、延展性三、常见材料的种类（一）木料（二）金属材料：黑色金属、有色金属（三）塑料：热塑性塑料、热固性塑料四、工艺的一般过程：工艺是生产过程中的程序、方法、技巧，它体现了生产活动中技术和知识经验，并且把这种体现分解落 实到每到工序、每个步骤。 备料形成坯件零件加工部件制作总装配表面涂饰五、常用的工艺：木工、钳工、机械加工、焊接、铸造、锻造、冲压、热切割、金属材料热处理、表面涂覆处理等工艺。六、工具和设备常识1、木工工具：常用的木工手工工具有锯、刨、凿、斧、钻及度量画线工具等，木工最基本的设备是工作 凳或工作台，此外还有钻孔机、锯床、平刨机、木工车床等。2、钳工工具：画针、画规、样冲、角尺、锉刀、手锤及錾子、攻丝工具（丝锥和攻丝绞手）、套丝工具（扳牙和扳牙架）、钳工量具（游标卡尺、螺旋测微器、百分表等），钳工常用基本设备有钳台、台虎 钳、砂轮机和钻床等。3、标准件是指具有统一代号的零部件。第五章 再创设计新意1、创新思维的特征（1）开放性：敢于突破思维定势，乐于接纳新信息，善于输出新信息；能够打破现有框架的束缚，把设 计过程视为推陈出新的过程。如牛顿发现万有引力定律。（2）多向性：善于从不同角度思考问题，设计时能提出多种设想，能灵活地变换影响事物的因素。当思 维在一个方向受阻时，善于转向思考或逆向思考。如人和物过河有多少方案？（3）独立性（或叫独创性、求异性）：这种思维方式敢于追求与众不同、前所未有的见解，能大胆突破 前人设计的时代局限。如半导体的发明。2、创新思维的类型（1）理论创新 （2）结构创新（3）外观创新3、技术试验的方法技术测试是检验产品性能、质量的科学手段，技术测试包括各种技术检测和技术试验。技术试验不仅是 对技术成功与否的验证，更是发现问题、探究规律、优化技术的关键。（1）优选试验法：运用数理统计的方法，选定若干次典型意义的试验，逻辑地推出全部试验所达到的最 佳效果，这种试验方法称为优选试验法。如不同品种水稻的对比试验。（2）模拟试验法：通过再现的形式来模拟现实发生情况的方法称为模拟试验法。如汽车的碰撞试验，在 专用的场所模拟现实中的撞车事故，以考查汽车的性能。（3）虚拟试验法：利用计算机技术来虚拟现实中的技术设计原型并进行试验的方法称为虚拟试验法。如:用计算机模拟“勇气”号火星探测器登陆火星表面的场景效果。（4）强化试验法：通过扩大和强化试验对象的作用，以提高试验效率的方法称为强化试验法。（5）移植试验法：在相互具有差异的事物之间，将某些共同相关的因素从一物移植到另一物进行试验，这样的方法就是移植试验法。如：作物的移植、学习方法的借用等。4、产品的使用和维护产品说明书也称用户手册，用于指导用户选择产品、使用产品，帮助用户了解产品的特性，确保用户正 确安全地使用产品。5、产品说明书的形式。 条款直述式：例如某冰箱的说明书形式，这种形式的好处是条理清楚醒目。 自问自答式：说明书将要说明的内容归纳成问题，按照一定顺序提出并逐一作答。6、产品说明书的结构。 设计说明：主要介绍产品的现有性能特征、产品的技术参数。 使用说明：主要介绍本产品具体的、正确的操作和使用方法。 注意事项：主要介绍在使用该产品的时候要着重注意的事项，或者是有可能产生的负面作用，以消除 在使用过程中或违规操作后有可能带来的安全隐患。还包括出现意外情况时的应急解决方法和出现故障 时的正确处理方法。 联系方式：主要写清生产单位名称、地址、邮编、电话、传真及网址等。7、撰写产品说明书的原则：实事求是；表达准确；通俗易懂；体现产品的设计特点并有所侧重。（通用）技术与设计2第一章：知识点归纳第一章 结构与设计一、常见的结构的认识: 结构（structure）是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。1. 自然界：天体结构、植物的结构、动物的结构 例：生产生活中还有哪些产品的结构是受到自然界 事物结构的启发而产生的？如：锯子（植物的叶）潜水艇（鱼）雷达（蝙蝠）等2. 技术领域：汽车的结构、微机的结构、数字控床的结构（案例：魁北克大桥的坍塌P4）3. 社会领域：教育管理系统的结构、通用技术的学科结构、课堂教学结构二、结构与力1. 内力：当一个结构受到外力作用时，内部各质点之间的相互作用会发生改变，产生一种抵抗的力，称为内力。应力：是构件的单位横截面上所产生的内力。用公式表示应力为：。=F/s，其中，F是内力，S是受力面积，。是应力。2. 构件的基本受力形式：拉力：物体所承受的拉拽力 压力：挤压物体的力 剪切力：两个距离很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物体上的平行的力 扭转力：反方向向物体两端均匀施力，使物体发生扭转形变的力 弯曲力：作用于物体，使它产生弯曲的力三、结构的分类物体结构形态在受力时承受和传递力的方式差别分为：实体结构，框架结构，壳体结构1. 实体结构通常是指结构体本身是实心的结构。受力特点：外力分布在整个体积中。主要承受压力如墙壁、柱子、实心球等2. 框架结构通常是指结构体本身由细长的构件组成，支撑空间却不充满空间。如窗户、画框、房 子的架构等等受力特点：实体结构是通过条状物的连接来承受荷载，可以承受压力和拉力3. 壳体结构通常是指层状的结构。如贝壳、头盔、汽车飞机的外壳等壳形结构受力特点：外力作用在结构体的表面上（壳形结构是通过壳形来传递力和承受荷载，特别是当顶部受到压力时，它能将力均匀扩散）。四、稳定结构的探析1. 结构的稳定性结构的稳定性一结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。它是结构的重要性质之一。影响结构稳定性的因素有多种，主要有 重心位置的高低、结构与地面接触所形成的支撑面的大小和结构的形状等。 结构的重心（独脚茶几为重心降低，以提高稳定性）。 结构的底座（建筑、桥梁这类大型的固定结构，底座越大越坚实，稳定性越好）。 结构的形状（照相机的支撑架常使用三角架而不用其他形状）2. 结构的强度结构的强度是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力。影响结构强度与结构的形状、使用的材料、构件之间的连接方式 等因素有密切的关系。三角形是框架结构中最基本的形状之一，它结实、稳定，所用材料最少。结构构件的连接通常有以下两类：a、铰连接：被连接的构件在连接处不能相对移动，但可相对转动，具体有松螺栓、松铆等，如折叠 伞伞骨间的连接、门与门框的连接等。b、刚连接：被连接的构件在连接处既不能相对移动，也不能相对转动，具体有榫接、胶接、焊接等， 如固定铁床架的连接、不可移动的桌腿与桌面的连接等。不同的材料有不同的连接方式。构件的连接方式不同，结构的强度也不同。 结构与功能（案例：自行车的结构与功能）五、简单结构的设计1. 结构设计应考虑的主要因素有：符合使用者对设计对象的 稳定性和强度要求，安全因素，公众和使用 者的审美需求，使用者的个性化需要，对设计对象的成本控制要求和一定的使用寿命等。2 .设计简单的案例要求（参考：如：设计相框）：设计项目 设计要求 设计分析 设计方案 呈现草图六、精典结构欣赏赏析结构设计作品，可从 技术与文化两个角度进行。技术的角度主要有：结构的使用功能的实现，结构的稳固耐用，结构造型设计的创意和表现力，材料 使用的合理性，工艺制造的精湛程度等。文化的角度主要有：结构的文化寓意与传达，公众认可的美学原则，反映的时代、民族、习俗方面的 特征，结构的个性特征等。（通用）技术与设计2第二章：知识点归纳一、流程的涵义：1、流程的概念：流程是一项活动或一系列连续有规律的事项或行为进行的程序。任何流程都反映了一定的时序，体现 出一定的环节。环节：活动或事件在其发展的过程中，依据某种特征或方式，可将该过程分解为若干个小过程，称 这些小过程为环节。如：切种、布种、掩种环节，冲片和印片环节等。时序：过程的经历中，各环节按照一定的时间顺序先后出现、 完成。这种时间顺序关系，称为时序。 时序体现了具体活动内容的先后关系，在这种先后关系中，有些步骤之间的时序是可以颠倒的，不些不 可颠倒。2、流程的表达（流程图）：依据流程的性质及人们的表达习惯，流程图有文字表达、表格表达、图示表达、模型表达、动画演示 等。二、流程的分析：1、生活与流程：科学合理的流程，可以指导我们正确地做事，提高工作和学习的效率，是我们的生活变得有序、合理， 为我们的安全提供保障（例洗衣、煮饭与烧菜的流程安排，碘盐和味精佐料的加放流程，青霉素注射流 程等）。2、生产与流程：运用科学合理的流程可以有效地组织生产、提高生产效率、保证产品质量、保证安全生产、保护环境 等。流程中工序的作业方式一一串行和并行。上一道工序完成之后才能进入下一道工序一一串行。几项工 作同时进行一一并行。3、简单流程图的识读：识读流程图的要点： 找流程的环节，明确每个环节的功能和作用；弄清流程中时序的体现与特 征；流程是技术的核心概念之一。不同的流程，产生的效益往往不同，“理解流程就是质量”、“流 程就是效益”等。三、流程的设计：1、流程设计的基本要求：提高效率。提高质量。节省资源。安全生产。提高经济效益。提高管理水平。2、流程设计中的基本因素：生产活动中的流程设计的基本因素主要有材料、工艺、设备、人员、资金和环境等。不同行业的流程设计中考虑的基本因素各有差异。流程设计要依据事物内在属性和客观的变化规律，科学地设计时序和环节，以达到设计目标。3、流程设计的步骤：第一步：首先要明确设计的目的和任务，明确流程所应遵循的内在变化规律。第二步：要 分析现有材 料、设备、资金、人员、工艺和环境等 因素。第三步：列出流程涉及的主要事项，并进.行初步的排列。 第四步：分析各事项（步骤）之间的先后顺序，合理地安排流程的 时序和环节。第五步：选择一个合适 的表达方式画出流程图，对于有严格时间的时序，要标注时间。注意：流程设计的基本要素是环节和时序。4、学画流程设计的框图：画流程设计框图的一般方法：根据对事物的内在属性和规律的分析，以及有关的考虑，将流程的全 过程，按每个阶段的功能、作用的不同，分解为若干小过程一一环节，并用方框表示环节。按照每个 小过程应该经历的时间顺序，将各环节依次排开，并用箭头线连接起来。四、流程的优化：1、流程的优化及目的：在设计和实施流程的过程中，经常需要进行不断的修改和完善，这种对流程修改的过程，叫做流程的优化。目的：提高工作效率、降低成本、降低劳动强度、节约能耗、减少环境污染、保证安全生产等。2、流程优化的内容：一般流程优化的主要内容有：工期优化、工艺优化、成本优化、技术优化、质量优化等。对一个流程的优化，可以是整体的全面优化，也可以是对某一个指标进行优化。经常会有这样的情况 发生：某一个指标得到了优化，而使另外的指标下降了。比如，技术优化，可能使成本提高。成本优化 了，也可能使质量下降。因此，在进行流程优化时，要综合平衡，以取得整体优化的成效。3、流程优化的条件：流程的改进和优化需要一定的条件，它建立在设备和工艺水平提高的基础上，建立在对流程内在机理进 一步研究的基础上。流程与材料、设备、工艺有着密切的关系，在优化流程时，需要充分考虑到这些条 件。（通用）技术与设计2第三章：知识点归纳一、系统的涵义：1、系统的概念：由相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体，称 为系统。构成系统，必须具备三个条件： 第一，至少要有两个或者两个以上的要素（部分）才能组成系统； 第二，要素（部分）之间相互联系、相互作用，按照一定方式形成一个整体；第三，这个整体具有的功 能是各个要素（部分）的功能中所没有的。2、系统的类型：系统是普遍存在的，也是多种多样的。根据需要，可以对系统进行不同的分类。如，可把系统分为自然系统和人造系统，自然系统是自然形成的系统（如生态系统），人造系统是由人工制造加工而成的系 统（如计算机系统和机械传动系统）；也可把系统分为实体系统和抽象系统，实体系统是实物形态的（如 生物系统、机械系统），抽象系统是非实物形态的（如哲学系统）。3、系统的基本特性：系统的基本特性主要有 整体性（全局、集合）、相关性（匹配、关联）、目的性.（功能）、动态性（更 新）和环境适应性（自适应）等，这些特性都体现了一定的思想与方法。（结合课本相关案例，学会运 用系统的基本特性，分析身边的系统）二、系统的分析：1、系统分析及其目的：系统分析是指为了发挥系统的功能，实现系统的目标，运用科学的方法对系统加以周详的考察、分析、 比较、试验，并在此基础上拟订一套有效的处理步骤和程序，或对原有的系统提出改进方案的过程。目的：寻求解决问题的最佳决策。2、系统分析的一般步骤：明确问题，设立目标一收集资料，制定方案一分析计算，评价比较一-检验核实，作出决策。 （结 合田忌赛马案例）3、系统分析的主要原则：系统分析应遵循整体性原则（丁谓修复皇宫）、科学性原则（三三进九不如二五一十）和 综合性原则（孝襄高速公路）。三、系统的优化：1、系统优化的目的：系统的优化是指在给定的条件（或约束条件）下，根据系统的优化目标，采取一定的手段和方法，使系统的目标值达到最大化（或最小化）。最小的成本一一最大的利润；最短的工期一一更多的工程量；最少的能耗一一更多的产品；单位面积土地一一更高的农业产量。（案例：农业间作套种，家具利润问题等）几个关键字：优化目标；目标函数；约束条件；影响因素。2、系统优化的方法：数学模型一一最优解；科学估算、试验一一满意解。四、系统的设计：1、系统设计的目的、方法与过程：系统设计是对各种各样的系统进行调查分析、筹划研究、评价实施、运行改善等，直到完成一个能协 调工作的实际系统的过程。系统设计要考虑其目的与要求（以系统的整体功能的最优为目的）、系统各部分之间的相互联系与相 互作用、对系统设计方案进行优化（整体优化，统筹兼顾）等问题。2、系统设计的一般步骤：系统设计的步骤包括：将系统分解为若干子系统，确定各子系统的目标、功能及其相互关系，对子系统进行技术设计和评价，对系统进行总体技术设计和评价等。3、简单系统的设计：了解系统设计应解决的主要问题和基本的设计过程，写出系统设计或系统优化设计的书面方案，包括必要的设计草图以及量化数据。（案例：手电筒照明供电部分的设计）（通用）技术与设计2第四章：知识点归纳第四单元控制与设计一、控制手段与应用1、人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展，这就是控制。理解任何控制现象，都要明确控制的对象是什么，控制要达到什么目的和采取什么控制手段。例如， 人力三轮车转弯过程中的方向控制问题，其控制的对象就是人力三轮车，控制的目的是为了改变三轮车 行驶的方向，控制的手段是骑车人通过双手转动车把，改变前轮的方向并带动后轮。从控制过程中人工干预的情形来分，控制有 人工控制和自动控制（有无人直接参与）。按照执行部件的不同，控制可分为 机械控制、气动控制、液压控制、电子控制 等。当然，在很多控 制事例中，控制的手段又可以是综合的。二、控制系统的工作过程与方式任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这些环节就构成了一个系统，称为 控制系统。控制系统 的输出与输入之间有一定的对应关系。控制系统通常又分为开环控制系统和闭环控制系统。1、控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制系统称为开环控制系统。对于开环控制系统，通常可以用下面的方框图来描述：控制量输入量控制器-执行器一I被控对象二一输出量2、控制系统可以把输出量返回到输入端与给定值进行比较，构成一条闭合回路。我们把系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响的控制系统称为闭环控制系统。三、闭环控制系统的干扰与反馈1、干扰因素在控制系统中，除输入量（给定值）以外，引起被控量变化的各种因素称为干扰因素。有的干扰因素是由于环境造成的，有的干扰因素是人为原因所致，如影响飞机导航信号的手机信号等。在控制系统中，干扰因素可能有一个，也可能有若干个。控制系统在工作过程中必须克服干扰，使被控量稳定。2、反馈：控制系统中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程，就是反馈。利用反馈来分析和处理被控对象，通过系统的输出来调整系统的行为，使系统沿着预期的目标运行的 方法，称为反馈方法。闭环控制系统的工作过程从反馈来看，闭环控制系统就是指在系统的输出与输入端之间存在反馈回路，输出量对控制过程产生影响的控制系统。闭环控制系统的核心是通过反馈来减少被控量（输出量）的偏差。由于某种干扰因素的存在，系统的被控量偏离给定值时，闭环控制系统中的反馈环节能及时检测出被 控量的值，并迅速反馈到输入端，与给定值进行比较，控制器根据比较得到的偏差信号进行调节，从而 使系统的被控量接近给定值，达到精确控制的目的。所以，一个闭环控制系统，能够克服外界干扰，使 被控量控制在给定值附近。闭环控制系统与开环控制系统的比较开环控制系统本身不能对被控量的偏差进行调整和补偿。也就是说，由于某种干扰信号的作用使输出 信号出现非正常状态时，系统本身没有自动纠正的能力，要进行纠正，必须借助于人工。所以，开环 制系统的控制精确度（或称控制精度）相对比较低。但如果控制系统中各组成元件的特性比较稳定，而 且外界的干扰相对较小，则开环控制系统也可以保证一定的精度。开环控制系统一般结构简单，适用于 控制精度要求不高而系统本身的元件又比较稳定的场合。闭环控制系统的优点是控制精度高，不论何种原因造成系统的输出量偏离给定量，闭环控制系统都会 产生控制作用来减小这一偏差。与开环控制系统相比，闭环控制系统的设计比较麻烦，结构也相对复杂， 构成控制系统的成本较高。闭环控制系统是自动控制中广泛采用的一种控制方式，用于要求高精度和高 可靠性的场合。四、控制系统的设计与实施要设计好一个控制系统，应该明确这个系统要达到的目的是什么，所要控制的对象是什么，被控对象 有哪些重要的特性，被控量和控制量分别是什么，外界的主要干扰因素有哪些，选择怎样的设计方案既 能达到目的，又经济、易于实现，如何选择设备和元件，等等。设计一个控制系统，是选择开环控制还是闭环控制，应根据对控制精度的要求以及条件的可行性而定。 控制系统的设计方案，还包括画出必要的设计图纸（控制电路设计或系统结构设计）和实施图纸、撰写 设计说明书等。开环控制系统的设计开环控制系统的设计相对比较简单，在明确设计要求，明确被控对象、被控量和控制量后，即可考虑 具体控制系统的方案。闭环控制系统的设计第一，一个闭环控制系统要正常工作，首先必须是稳定的。第二，控制系统的控制精度必须符合要求，即系统的输出量与给定值之差应控制在允许的范围之内。第三，闭环控制系统应有较好的抗干扰性能。在进行闭环控制系统的设计时，几项控制要求之间往往会产生矛盾，需要结合具体问题全面解决或有 所侧重地解决。