技术与设计复习提纲

1、技术与设计 2 复习提纲内力。应力达到一定极限值时，结构就会遭到破坏。第一单元结构与设计用公式表示应力为：6 = F/s，其中，F、常见的结构的认识:是内力，S是受力面积，6是应力。（一）结构（structure）:是指事物的各3、构件的基本受力形式：拉力、压力、剪个组成部分之间的有序搭配和排列。切力、扭转力和弯曲力。1、自然界：天体结构、地球的结构、植物（三）结构的类型的结构、动物的结构1、实体结构一一受力特点：外力分布在整2、技术领域：汽车的结构、微机的结构、个体积中。电脑主板的结构、数字控床的结构2、框架结构一一受力特点：支撑空间而不3、社会领域：教育管理系统的结构、课堂教学结构、文章、

2、诗歌的结构从力学角度说，结构是指可承受一定力3、壳体结构一一受力特点：外力作用在结的架构形态，它可以抵抗能引起形态和大构体的表面上。如贝壳、头盔、汽车飞机小改变的力。的外壳等等1、内力：当一个结构受到外力作用时，内生活中很多物体的结构是由两种或两种以部各质点之间的相互作用会发生改变，产上的基本结构类型组合而成，称为组合结充满空间。通常是指结构体本身由细长的 构件组成，如窗户、画框、房子的架构等等。（二）结构与力生一种抵抗的力,2、应力：是构件的单位横截面上所产生的、稳固结构的探析（一）结构与稳定性-影响结构稳定性的因素是相互关联的,需要综合考虑各种因素来讨论结构的稳定1、结构的稳定性一一结构在

3、负载的作用下性。维持其原有平衡状态的能力。P12结构的强度一一结构具有的抵抗被外对于一个结构而言，如果重心所在点的垂线落在结构底面的范围内，就是稳定的,力破坏的能力。P17不会出现倾倒。2、影响结构稳定性的主要因素:（二）结构与强度-重心位置的高低、结构与地面接触所形1、结构的强度结构具有的抵抗被外力成的支撑面的大小、结构的形状破坏的能力。P171）重心位置的高低：重心越低,稳定性2、影响结构强度的主要因素：P17越好；重心越高，稳定性越差。结构的形状、使用的材料、构件之间的结构重心所在点的垂线是否落在结构连接方式等。底面的范围内，落在就是稳定的，没有就是不稳定的。结构的形状：三角形是框架结构

4、中最基本的形状之一，它结实、稳定，所用材料最2）结构的底座，结构与地面接触所形少。成的支撑面的大小。常见的构件的横截面形状：工字形、十支撑面越大越稳定，越小越不稳定。如:字形、长方形、L形、圆形、U形高塔的共同特点都是上端小而下端大。、结构的连接方式3）结构的形状：结构的形状不同，其稳定性也不同。被连接的构件在连接处不能相对移动，但能相对转动。如送螺栓、门与度，安全性，美观性，个性化，使用寿命,门框等刚连接既不能相对移动，也不能相对2、简单结构的设计案例要求(参考：P26):成本等P25)转动。具体有榫接、胶接、焊接等，如固设计项目：设计要求设计分定铁床架的连接析设计方案呈现草图3. 结构与功

5、能：结构的变化可能导致功能如：设计相框垃圾桶 鞋柜，衣架、的变化。笔桶等(参考活动手册)三、简单结构的设计四、经典结构的欣赏P301、结构设计应考虑的主要因素 P25赏析结构设计作品，可从技术与文化两个结构设计应以一种或几种功能的实现为基角度进行。本目标，应满足设计规范，满足使用者的(1) 技术的角度主要有：结构功能、稳固基本需要。耐用、造型设计的创意和表现力、材料使结构设计应考虑的主要因素有：符合使用用的合理性，工艺制造的精湛程度等。者对设计对象的稳定性和强度要求，安全(2) 文化的角度主要有：文化寓意与传达,因素，公众和使用者的审美需求，使用者公众认可的美学原则，反映的时代、民族、的个性化

6、需要，对设计对象的成本控制要习俗方面的特征、结构的个性特征等。求和一定的使用寿命等。如：蛋形椅、盖里椅、赵州桥等 P30在结构设计中还有一些需要考虑的因素,如材料、民俗文化、地域特点等。第二单元流程与设计(简单回答：符合设计对象的稳定性，强、生产和生活中的流程时序体现了具体活动内容的先后关系,4、流程的表达:在这种先后关系中，有些步骤之间的时序流程图有文字表达、表格表达、图示表是不可颠倒的，有些步骤之间的时序是可达等方式，有些场合还可用模型表达、动以颠倒的。如：先切种f ?再布种f后掩种画演示等。2、环节：完成某个具体目标、组成某项生用箭头、用数字序号、用时间等表达时产或某个活动过程的若干阶段

7、或小的过程序。称为环节。流程图的序号或方框反映了环节、工序环节是一个相对的概念，依据问题性质的具体情况。的不同和不同人的理解，环节的划分可能会有所不同。环节中又包含若干可以分解5、流程的分析:的、目标更具体的事项。如：切种、布种、生活与流程:掩种环节科学合理的流程，可以指导我们正确一般的说，在某项生产或某个或动中,地做事，提高工作和学习的效率，是我们环节是不可缺少的。的生活变得有序、合理，为我们的安全提3、流程：是一项活动或一系列连续有规律供保障（例洗衣、煮饭与烧菜的流程安排,的事项或行为进行的程序。碘盐和味精佐料的加放流程，青霉素注射流程等）。生产与流程:可以把流程理解为为了一定的目的去做事

8、情的顺序。任何流程都反映一定的时序，体现出一定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、保对生产活动的流程设计，主要考虑证安全生产、保护环境等。提高效率。提高质量。保证安全。节省资源。提高管理水平。提高经济流程中工序的作业方式一一串行和并效益。其他，如环保等。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2、流程设计中的基本因素:行，并行投入较大。生产活动中的流程设计的基本因素主3、简单流程图的识读:要有材料、工艺、设备、人员、资金和环境等。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； 弄清研究内在属性与规律，就是流程设计流程中时

9、序的体现与特征； 流程是技术应该考虑的基本因素。的核心概念之一。不同的流程，产生的效3、流程设计的步骤:益往往不同，“理解流程就是质量”、“流程就是效益”等。首先要明确设计的目标和任务，明确流程所应遵循的内在变化规律。二、流程的设计:其次，要分析现有材料、设备、资金、人1、流程设计的基本要求:员、工艺和环境因素。设计一个流程首先应明确流程要实现第三，列出流程涉及的主要事项，并进行的具体目标。初步的排列。对生活方面的流程设计，主要考虑节 省时间。提高工作效率。提高工作质第四，分析各事项（步骤）之间先后顺序,合理地安排流程的时序和环节。量等目标第五，选择一种合适的表达方式画出流程中安排两次漂洗;图

10、，对于有严格时间要求的时序，要标注时间。外部条件：设备和工艺水平的提高或完善。比如，只有在具备锻压设备时，才四、流程的优化:可能将法兰盘的加工改为少量切削加工;1、流程的优化及目的:人员技术水平的提高。流程的优化：在流程的设计和实施过程第三单元系统与设计中，对流程进行不断的改进以期取得最佳、系统的结构:效果的过程。1、系统的含义:流程优化的意义或者目的：提高工作效率、降低成本、降低劳动强度、节约能耗、由相互联系、相互作用、相互依赖和减少环境污染、保证安全生产等。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。2、流程优化的内容:案例分析：自行车P64工期优化、工艺优化、成本优化

11、、技术优化、质量优化等。自行车由车架、车把、鞍座、前叉、在进行流程优化时，要综合平衡，以车圈、气门）、车闸、等主要部件组成。取得整体优化的成效。2、构成系统，必须具备三个条件:3、流程优化的条件:第一，至少要有两个或者两个以上的要内部条件：对流程内在机理的深入了素（部分）才能组成系统;解。比如对洗涤原理的了解，就会在流程第二，要素（部分）之间相互联系、相分）在孤立状态下所没有的。系统的任何互作用，按照一定方式形成一个整体;一个要素（部分）发生变化或出现故障时,都会影响其他要素（部分）或整体的功能第三，这个整体具有的功能是各个要素的发挥。系统的整体功能大于组成系统的（部分）的功能中所没有的。各部

12、分的功能之和。3、系统的类型:（请掌握P69页的表格与巴尔扎克的（1）自然系统和人造系统；（2）实体系统塑像分析、木桶理论）和抽象系统:（2）相关性：是指组成系统的各要素之间人造系统、生态系统是自然系统；城市或系统整体与部分之间的相互作用、相互系统、计算机硬件系统和机械传动系统是联系。人造系统碳含量与合金钢材料的整体性能的相生物系统、机械系统是实体系统；哲学关性系统、计算机的操作系统是抽象系统梁的跨度与梁的厚度之间的关系4、系统的基本特性（3）目的性：任何系统都具有某种目的,整体性、相关性、目的性、动态性、环都要实现一定的功能，这正是区别不同系统的标志。境适应性。（1）整体性：是系统最基本的特

13、性，也是对于复杂的系统，目标有多个，往往用观察和分析系统最基本的思想和方法。一个指标体系来描述系统的目标。系统是一个整体，它不是各个要素（部分）钟表系统的目的性1999年我国的简单相加，系统的整体功能是各要素（部开始的农业生产结构调整统，处在运动变化和发展之中。分析计算，评价比较；检验核实，作（5）环境适应性：系统只有具有对环境的出决策。（结合田忌赛马案例）适应能力，才能保持和恢复系统原有的特 性。3、系统分析的主要原则：整体性原则（丁春捂秋冻电冰箱放合适的位置谓修复皇宫）、科学性原则（三三进九不如飞机在空中适应环境的飞行五一十）、综合性（孝襄高速公路）原则。二、系统的分析:4.系统优化的目的

14、:1、系统分析：为了发挥系统的功能，实现系统的优化是指在给定的条件（或约束系统的目标，运用科学的方法对系统加以条件）下，根据系统的优化目标，采取一周详的考察、分析、比较、实验，并在此定的手段和方法，使系统的目标值达到最基础上拟订一套有效的处理步骤和程序,大化（或最小化）。或对原有的系统提出改进方案的过程。最小的成本最大的利润；最短的工系统分析的显着特点是完整而不是零更多的工程量；最少的能耗一一更星地处理问题，考虑各种主要变化因素及多的产品；单位面积土地更高的农业其相互的影响，全面地思考和解决问题。产量。（案例：农业间作套种，家具利润问系统分析可以减少决策的失误。目的:题等）寻求解决问题的最佳决

15、策。5、影响系统优化的因素：指对系统的目标2、系统分析的一般步骤:函数产生显着影响，并且可以认为调节的因素。明确问题，设立目标；收集资料，制优化目标；目标函数；约束条件（不能系统设计方案的优化：首先从系统整体人为调节）；影响因素（可以人为调节）。考虑优化，统筹兼顾，再在此基础上完善各部分的设计。6系统最优化方法：使系统达到最优的目标而提出的求解方法。2、系统设计的一般步骤:数学模型一一最优解;科学估算、将系统分解为若干子系统试验满意解。确定各子系统的目标、功能及其相互关结合案例，分析系统优化的实现。三、系统的设计:对子系统进行技术设计和评价1、系统设计的目的、方法与过程:对系统进行总体技术设计

16、和评价等系统设计的目的与要求:3、简单系统的设计:系统设计要从整体出发，以系统整体功了解系统设计应解决的主要问题和基能的最优为目的。不同行业的系统设计有本的设计过程，写出系统设计或系统优化着不同的技术要求。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系统各部分之间的相互联系与相互作的设计）。用:四、简单系统的设计的实现运用系统的思想综合考虑各部分之间的关联、冲突问题。注重各部分的纵向、案例分析：手电筒照明供电部分的设计 P87横向联系；依据系统的动态性、环境适应设计要求：可照明的手电筒，携带方便,性，考虑当前和长远。使用安全。设计分析：方案C1可把手电筒照明供电部

17、分分为照明和供设计一个自发手电筒。电两个子系统。照明子系统的要素是灯泡、方案C不需要使用干电池，所以对环境不导线，供电子系统的要素是电源和开关。产生污染。2手电筒的功能取决于它的各个组成要案例分析：室内住宅电气系统的设计 P89素，电源通过导线的连接驱动灯泡发光,这些要素缺少任何一个，手电筒都不能正第四单元控制与设计常工作。、控制的手段与应用3选择合适的元器件，使它们相互匹配,1.控制的手段并能达到设计要求。控制的含义：人们按照自己的意愿设计方案:或目的，通过一定的手段，使事物向期望方案A的目标发展，这就是控制。(1)设计一个简单的电路，画出电路图。案例分析：大禹治水P96(2)根据电路图，选

18、择元器件，如灯泡、理解任何控制现象，都要明确控制的干电池、导线等，并搭接电路。对象是什么，控制要达到什么目的和采取什么控制手段。(3)通过控制开关，使灯泡发光。例如：人力三轮车转弯过程中的方向方案B控制问题，其控制的对象就是人力三轮车,选择元器件为发光二极管及干电池、金属 控制的目的是为了改变三轮车行驶的方筒等，其他步骤参照方案A。向，控制的手段是骑车人通过双手转动车生产中往往需要对温度、湿度、压力、把，改变前轮的方向并带动后轮。速度及加工动作等进行控制，控制在生产中得到了极为广泛的应用。提高质量和生控制的手段：控制的实现需要通过产效率、减轻劳动强度。定的手段。P98、控制系统的工作过程与方式

19、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。1.控制系统:人工控制是在人的直接干预和全程干任何一种控制的实现，都要通过若干预下进行的。人工控制又称手动控制。个环节，这些环节构成一个系统，我们称之为控制系统。自动控制是指在无人直接参与的情况下，使事物的变化准确地按照期望的方向一般的控制过程都有一个输入和一个进行。输出，控制系统的输入输出之间有一定的 对应关系。按执行部件的不同，控制可分为机械控制、气动控制、液压控制、电子控制等。控制系统一般分为开环控制系统和闭有时，控制手段又可以综合的。环控制系统。2.控制的应用案例分析：自行车行驶的速度控制的实现P102控制应用到生活中，提高了人

20、们的生活质量。（空调对房间温度的控制使房间温案例分析：电风扇的风速控制的实现度适宜、自动取款机缩短取款时间、自动P102水龙头等）2.开环控制系统控制系统的输出量不对系统的控制产执行器即直接对被控对象进行控制的生任何影响，这种控制系统为开环控制系装置或元件，如进水阀门;统。控制器即对输入信号进行处理并发出如十字路口的红绿灯定时控制系统、 控制命令的装置或元件，如控制电路;楼宇的防盗报警控制系统、火灾自动报警控制量即执行器的输出信号，如流过系统、公园的音乐喷泉自动控制系统、电阀门的水量。子们铃、自动门、宾馆自动叫醒服务等。案例分析:常采用方框来表示系统的环节，用单向信号线来表示系统信号传递的方向

21、，这1、水泵抽水控制系统P104种图称为控制系统的方框图，它表示了系统的各个环节在系统中的位置、功能和相电，机水泵水流量水管排出水互之间的关系。（输入）开环控制系统方框图如下:（输出）输入量即控制系统的给定量，如游泳池进水的设定时间;输出量（被控量）即控制系统所要控2、汽车自动门制的量，也是控制系统的输出信号，如游泳池的水位开关传动装被控对象即控制系统中所要求的装置行程量执行活 门开/关或生产过程，如游泳池;（输入）电信号灯亮（输出）（输入）3、宾馆自动叫醒服务电脑控时间输入电信号拨号装铃声电话（输出）（输入）（输出）6红绿灯控制系时序控制给定灭/亮时序控制量4、缝纫机的工作脚踩的力旋转量（输

22、入）脚踏板传动装（输出）5、走道路灯的声光控制系统 声电触点延时开关有/无声音灯纫亮时序（输入）7、希罗的自动门3.闭环道制系统（输出）执行电路系统的输出量返回到输入端并对控制检测装置起到检测输出量与输入量差反馈方法实现自动控制的结果。蒸发的水量等过程产生影响的控制系统称为闭环控制系值的作用统。例如:从反馈来看，闭环控制系统就是指在电冰箱的温度控制系统系统的输出端与输入端之间存在反馈回控制路，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制量（输出量）的偏差。简单闭环控制系统的方框图如下:检测装置测量出被控量并返回到系统的输入端;是比较器，它将给定量与所检测给定温度

23、温度控制压缩机温度检测装三、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。的被控量进行比较，求出偏差值;有的干扰因素是环境造成的，如影响控制器将这一偏差值进行运算处理,并向执行器下达控制指令;自行车行驶速度的变化的自然风等;执行器根据指令对被控对象进行控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。制，从而使被控量稳定在一定范围内。与开环控制系统相比，闭环控制系统在控制系统中，干扰因素可能有一个,也可能有若干个。多了一个由检测装置组成的环节。控制系统在工作中必须克服干扰，使（2）闭环控制系统的工作过程被控量稳定。从

24、反馈来看，闭环控制系统就是指在有些情况可以利用干扰因素实现某种系统的输出端与输入端之间存在反馈回目的。如在车事演习中，红方利用一定频路，输出量对控制过程产生影响的控制系率的电磁波对蓝方的信息指挥系统进行干统。2.反馈（1）什么是反馈控制系统中，将输出量通过适当的检控制在给定值附近。测装置返回到输入并与输入量进行比较的过程，就是反馈。案例分析：供水水箱的扰，使之不能正常工作。闭环控制系统的核心是通过反馈来减少被控制量（输出量）的偏差。一个闭环控制系统，能够克服外界干扰，使被控量水位自动控制系统P112案例分析：投篮P110被控对象：水箱利用反馈来分析和处理被控制对象,通过系统的输出来调整系统的行

25、为，使系被控量（输出量）：水箱中的水位（实统沿着预期的目标运用的方法，称为反馈际水位）方法。执行器：进水阀门如普通电水壶将水加热至沸腾时，需控制器：机械或电气控制装置要人工关闭电源，而自动电水壶具有挡水沸腾时自动切断电源的功能，终究是运用干扰因素：水箱的出水量，水箱水面给定水位连杆机械进水阀门水流闭环控制系统都是自动控制系统。自 实际水 动控制系统不一定是闭环控制系统。水箱 L3.功能模拟方法：以功能和行为的相浮子(水位检测装似性为基础，用“模型”模拟“原型”的功能和行为的方法，就是功能模拟法。案例分析：加热炉的温度自动控制系统P1134.黑箱方法：把将要研究的系统作为黑箱，通过对系统输入与输

26、出关系的研究, 进而推断出系统内部结构及其功能的方法，就是黑箱方法。炉内温给定温度控制器加热器黑箱方法提供了一种不必打开黑箱就可以研究其内部结构和功能的方法。电热偶(温度检测装例如，通过输入图像、电或声音信号,(3)闭环控制系统与开环控制系统的观测、分析脑电波的输出反应，研究人脑比较开环控制系统一般结构简单，适用于能,得知人脑内部结构的细节，就是黑箱控制精度要求不高而系统本身的元件又比方法的运用。较稳定的场合。四、控制系统的设计与实施闭环控制系统设计比较麻烦，结构相1.控制系统设计的一般思路对视觉或听觉信息的传递、变换和处理功对复杂，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

27、种方设计好一个控制系统，应该明确这个式，用于要求高精度和高可靠性的场合。系统要达到的目的是什么,所要控制的对象是什么,和控制量后，即可考虑具体控制系统的方案。被控制对象有哪些重要的特性,例如：普通电风扇控制系统的设计,被控量和控制量分别是什么,被控对象是电风扇，被控量是电风扇输出外界的主要干扰因素有哪些,的风速，控制量是电机的转速；若是具有定时功能的电风扇控制系统的设计，则需选择怎样的设计方案既能达到目的,在开关环节加一个定时器。又能经济、易于实现，如何选择设备案例分析:电吹风控制系统的设计和元件，等等。P119设计一个控制系统，是选择开环控制设计要求:电吹风能根据不同的挡位还是闭环控制，应根据对控制精度的要求（如冷风挡档、热风挡）输出不同种类的以及条件的可行性而定。能达到控制目的,风。采用易于实现的控制方式，降低控制成本、减少对环境的负面影响等，是我们进行控设计分析:电吹风控制系统的被控对制系统设计必须考虑的基本问题。象是电吹风装置，被控量是风的速度和温度，控制量是电机的电压，干扰因素是房控制系统的设计方案，还包括画出必要间温度、电源电压的波动等。的设计图纸（控制电路设计或系统结构设计）和实施图纸、撰写说明书