高二 第三章 第三节 系统优化

第三节系统优化教学设计|教育教学培训|信息化|微课EDUCATION20故事引入战国时代，齐王常与他的大将田忌赛马，双方约定每场各出一匹马，分三场进行比赛。齐王的马有上、中、下三等，田忌的马也有上、中、下三等，但每一等都比不上齐王同等的马，于是田忌屡赛屡输。一日，田忌的宾客、对军事颇有研究的孙膑给田忌出了一个主意，结果以二比一赢了齐王。以上各方案中，齐王与田忌的赛马结局有以3：0赢的，也有以2：1赢的，但只有一种情况是田忌以2：1取胜于齐王的，孙膑正是把这种方案推荐给了田忌，就是上述红色箭头的方案。

优化就是要在给定的约束条件下确定优化目标，找到某种方案去求解问题，并得到最优效果。这种问题就是优化问题；这种方案就是优化方案。

求解优化问题时，一要清楚优化的目的是什么；二是清楚问题潜在的一些约束因素是什么。建造隔音墙改善车流噪声污染选择合适的优化方法—建隔音墙建隔音墙的技术要点隔音墙的本质是改变噪声的传播途径，以达到改善道路两侧环境的目的。一般要考虑以下技术要点：（1）具体测量噪声严重程序。（2）建立隔音墙防噪声的数学模型及墙体参数关系条件，求其数学解。（3）从系统优化的角度考虑，要做到投入最小和效果最好。（4）做必要的验证试验，如计算机仿真等。（1）墙体结构与材料，这与上面的定量计算相关。（2）美观，形成一道特殊的风景线。（3）效果，可实测建隔音墙前后的噪声影响大小。

系统优化的意义就是以较小的投入获得最佳效益或最佳功能。实施优化技术探究—课程表编排优化试验内容与要求：试验对象：高一年级课程表。试验目的：体验如何让课程表发挥最佳效能。试验前准备：（1）收集高一年级各班同时期的周课程表。（2）向有关方面调查与课程表有关的情况。（3）向有关教师请教课程表编排方面的经验。为本村筑通一条致富路（1）需要进行优化的问题交通闭塞是本村系统需要进行优化的问题。（2）选择合适的优化方法——优化的方略与筹谋决策修路，以改善本村与外界的交通联系，这是正确的优化方略和优化方法。影响系统优化的因素与最优方法步骤作用勘测收集资料和数据预算土石方、器材种类与数量、人力数量、经费选择合适的筑路方法和计划根据人、物、财等情况综合考虑后确定验证与实施条件校验、实施与调整总之，以最小的投入获得最大的经济效益，就是最优化决策之一。优化活动不是一次性的活动，是不断迭代更新的过程。影响系统优化的因素

首先是优化追求的目标要适度。

其次是实施系统优化。希望取得的效果达到最大，而投入最小之比称为效耗比；

再次系统优化离不开条件。条件是否具备直接影响优化。

最后某些不确定性或不可预见的因素也会影响系统优化。

所以，在优化实施过程中，要及时调整计划与方法，回到优化之路。

技术实践—教室供电线路的改进背景特征

这是多年前建造的教室。现在，该教室内的用电设施有三个部分，即室内照明用的有3组，共6个日光灯；照亮黑板用的有1组，共2个射灯；教学备用（投影仪、教学实验设备等）的电源插座（从照明灯座上引出）1个，这些用电设施，全通过墙上一个供电开关操作，或全供电，或全不供电。作法与要求：（1）根据“背景特征”所提供的材料，找出原供电线路需要改进的问题。（2）提出改进方案，画出改进后的供电线路原理图，给出相应的技术说明。（3）讨论改进方案，看它是如何达到改进、优化目的的。（4）按照改进方案，做出简要预算。（5）假定你提出的改进方案被通过，请你给出具体实施的方法和步骤。（6）对改进、优化所做的工作和效果进行总结和评价。最优化的一般步骤（1）提出需要最优化的问题，收集相关数据和资料。（2）确定变量，建立定量计算方程和有关约束条件。（3）选择合适的最优化方法。（4）解方程，校验解的最优性。（5）实施。1.拿手机走天下，如图所示是一款新型电动轮椅，可以通过手机控制方向与速度，使用非常方便。对手机和电动轮椅组成的这个系统，下列说法不合理的是()A电动轮的各组成部分相互影响体现了系统的相关性B通过手机控制电动轮椅的方向与连度，体现了系统的目的性C电动轮椅在草地石子路上也能如覆平地，体现了系统的环境适应性D电动轮椅造型时尚，操作方便，体现了系统的整体性2、三叶草公司生产台灯的原流程为图1，过优化后为图2，节约了时间，提高了工作效率。这种优化属于()CA技术优化B质量优化C工期优化D成本优化3、系统中影响系统优化的因素，是指对系统的结果产生影响并且可以认为调节的因素，山东某地区因地制宜采取了麦、棉、瓜、玉米的套种模式，在正常天气条件下，按照耕种的技术要求操作，平均每由收成比原先提高了百分之五，在此农作物种系统的优化中，影响因素是（）DA、农作物的生长特性B气候C天气D套种技术4、要准备做早饭，需要用到如下步骤：烧开水15分钟，擦桌椅8分钟，准备暖瓶1分钟，灌开水2分钟，买油条10分钟，煮牛奶7分钟，如果灶具上只有一个炉头，干完这些事情最少花费多少分钟？（）AA、22B、25C、43D、215.小明设计了一种自动浇花系统,上盆用来栽种花卉,下盆通过自动水位控制装置蓄水。利用棉线的毛细现象为上盆供水。关于该系统下列说法正确的是（）ACDA棉线脱落不影响系统正常工作。B上盆和下盆之间相互依存相互作用。C自动水位控制装置可以看成是其子系统。D棉线是该系统的一个组成元素6.为了校园绿化，维护校园绿色生态环境的水塔浇灌系统属于人造系统()AA正确B错误7.太阳能草坪灯，根据系统分类，它属于（）BA封闭系统B人造系统C自然系统D抽象系统8.如图所示是一款新型智能体感代步车，能艰据人体姿势的变化自动实现前进、后退、转弯等操作，起到代步的作用。这主要体现了系统的（）DA相关性B环境适应性C整体性D、目的性9.判断一个物体是不是系统需要遵循一定的规则。鼠标可以看成是一个系统，判断其构成系统的依据有（）ACDA鼠标的整体功能是各组成要素所没有的

B鼠标的外形设计

C由按键、、滚轮、电路等要素构成D鼠标的组成要素之间相互联系、相互作用10.自行车是常用的交通工具。从功能的角度可以将自行车系统分为若干子系统。脚蹬、链轮、链条、飞轮等构成了自行车的()CA刹车子系统B承重子系统C传动子系统D转向子系统11.苗圃智能灌溉系统功能很强大。系统根据监测到的气象、土壤、植物等信息，控制灌溉设备工作，使土壤保持合适的湿度，从而达到节水节肥的目的。为了提高该系统的性能，需要进一步优化。下列不属于影响该系统优化的因素是()CA无线网络的传输质量B灌溉设备的产品质量C天气和植物的生长待性D对气象、土壤、植物的监测精度12.太阳能光伏发电系统可将太阳能转换为电能，并能存储电能，该系统由光伏组件、控制器和蓄电池组等部分组成。从系统的角度理解，下列说法不正确的是（）CA离网逆变器出现故障，导致某个交流负载损坏，这体现了系统的相关性B该系统实现了太阳能转化为电能，这体现了系统的目的性C电子线路会随使用时间的延长而老化，这体现了系统的整体性D光伏组件能适应不同的气候条件，体现了系统的环境适应性13.近期有一个公园里氢气球钢缆断裂,导致一大人和一小孩双双坠亡。如图所示的悬索桥,若其中一根钢缆发生断裂，则会影响到整座桥的正常使用，甚至导致事故的发生，这主要体现了系统的()DA相关性B环境适应性C目的性D整体性14.使用台式机时，经常出现降温风扇转动的噪音。台式电脑上的散热风扇有时转的快，有时转的慢。这体现了系统的整体性()BA正确B错误15.下列各类系统中，属于自然系统的是()AA原始森林B蛟龙号潜艇C智能大楼D家庭光伏发电系统16.2013年6月11日，神舟十号飞船从酒泉卫是发射中心发射升空，在轨飞行期间，飞船与天宫一号进行了交会对接。航天员王亚平在天官一号中开展了一系列空间科学试验，并进行了太空授课。从系统的角度分析，下列说法正确的是()AA天宫一号是个实体的开放系统B天宫一号是一个抽象的封闭系统C天宫一号是一个实体的封闭系统D天宫一号是个抽象的开放系统17.我国有悠久的历史，也有数不清的历史典故。以下历史典故中主要体现了系统分析思想的是()DA刻丹求剑B掩耳盗铃C守株待免D田忌赛马18.挑战者号航天机在进行第10次大空任务时，由于右侧固态火箭推进器里面的一个O形环失效，造成一连串的故障，在升空73秒后爆炸解体坠毁，这个案例主要体现的系统的特性是()DA相关性B目的性

C环境适应性D整体性19.系统分析就是完整地而不是零星地处理问题，考虑各种主要变化因素及其相互的影响，全面地思考和解决问题。通过上述说法判断下列项目没有运用系统分析思想的是（）CA交通运输部全国高铁网络B山东省政府制定新旧动能转换实施方案C医生操作3D打印相打印人造血管D政府相关部门制定城市棚户区改造方案20.进行系统优化的目的以是以最少的成本获得最大的利润，以最短的工期完成更多的工程量，最少的能耗生产更多的产品（A）A正确

B错误21.汽车变速箱由许多齿轮组成，其中任何一个齿轮的损坏都会影响汽车的正常行驶，这说明系统具有（）AA相关性B目的性

C环境适应性D整体性