《通用技术II》复习资料专题二--系统、控制与设计

【课 题】: 《通用技术II》复习资料专题二
——系统、控制与设计
【考纲要求】：
通过对技术与设计II的复习，整合结构、流程、系统、控制之间的区别，通过复习能进一
步熟练掌握各自的特点，及在生活实例中的体现和解读。
【复习目标】：
1、简单了解系统和控制的基本概念，并能举例说明。
2、理解系统的基本分类，系统分析的基本方法和系统构成的三个基本条件；
3、重点掌握系统的基本特征，并能结合实例说明。
4、重点掌握开环控制系统与闭环控制系统的区别。
【系统与设计--知识要点】
1、系统的概念及系统构成的条件（详见教材P19）
2、系统的分类
分类 实例
自然与人造系统 生态系统 各类电子控制系统
实体与抽象系统 汽车传动系统 计算机操作系统
动态与静态系统 交通系统 静态系统是有条件的、暂时的
开放与封闭系统 人体系统 绝对的封闭系统是少见的
3、系统的特性的说明
① 整体性：系统是一个整体，不是各个不同要素（部分）的简单相加，其整体功能是各要素在孤立状态下所没有的；部分服从和服务于整体，强调整体观点、目标和效益。
② 相关性：构成系统的各个部分或部分与整体之间是相互联系、相互依赖、相互作用和相互制约的，是彼此相关的。
③ 目的性：每个系统都具有某种目的，都要实现一定的功能。
④ 环境适应性：系统处于一定的环境之中，系统与环境之间有物质、能量和信息的交换。系统必须适应外部环境的变化，才能存在。
⑤ 动态性：事物都是不断变化的，所以系统总是处在运动变化和发展之中。
系统的思想：系统的特性构成了系统的基本思想。系统思想即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影响，全面地思考和解决问题。以整体目标为重！
用系统思想解决问题的方法是科学决策的主要方法：综合分析，立足整体，统筹兼顾，实现系统整体的最优化目标。
【解题思路】
掌握系统的五个特性，用系统思想分析问题！做好后续的相关练习。
【控制与设计--知识要点】
一、什么是控制？
人们根据自己的意愿目的，通过一定的手段，使事物沿着确定方向发展，就形成控制。
二、控制系统的组成：传感器（或检测装置）、控制器、执行器及被控对象。
各部分的作用：
1、传感器：相当人的各种感官。作用是感知光、声、磁、温度、湿度、压力、速度、位移等信号并传送给控制器。(在电子控制系统中，传感器将非电信号转变成电信号传给控制器)
2、控制器：相当人的大脑，对输入信号进行处理并发出控制指令的装置或元件，如控制电路、连杆机构等
3、执行器：相当人的四肢，直接对控制对象进行控制的装置或元件，如开关、阀门等
4、控制对象（被控对象）：控制系统中所要求控制的装置，如空调控制的房间、冰箱、水箱等
三、控制系统的分类：
1、根据控制过程中有无人工干预：人工控制、自动控制
2、根据执行部件的不同：机械控制：完全由机械装置来实现控制。如自行车用刹车装置来控制车速、抽水马桶的水位控制等。电子控制：采用电子元器件组成的电子电路来实现控制功能的控制装置。如电铃、自控灯、空调、冰箱的温度控制等。
3、根据控制系统的工作原理:开环控制系统、闭环控制系统
四、控制系统的工作原理、框图及特点（重点掌握）
1、开环控制系统:是由输入来控制输出的单向控制（控制精度较低、控制装置简单）；
控制框图如下：
控制系统特点：
①是单向的控制过程，信息只有一条向前通道；②输入量与输出量往往是不同性质的量。
生活中常见的开环控制系统：
台灯电脑的开关、电风扇风速调控等；自动门、声控灯、电子门铃、红绿灯定时控制、火灾自动报警控制、公园音乐喷泉控制、防盗报警控制等
2、闭环控制系统:输出量反馈回输入端参与控制的控制系统 （精度高、抗干扰；有比较、反馈环节 ）
控制框图如下：
闭环控制系统特点：①有反馈。被控量（输出量）对控制过程会产生影响；
（有两条信息通道：一条向前通道，一条反馈通道，形成闭合回路）
②会调整；③被控量会被控制在一定的范围——结果稳定；
④“结果”会影响“结果”；⑤给定量与被控量是可比较的同一种性质的量。
生活中常见的闭环控制系统： 空调、饮水机、电冰箱温度控制；马桶水箱水位自动控制系统；智能洗衣机的控制等
五、有关控制的一些基本概念：
①输入量（输入信号）：也称给定量或设定量，是控制系统的信息来源。
②输出量（输出信号）：也称被控量，是控制系统所要控制的量
③控制量：执行器的输出信号
④反馈：将输出量通过适当的检测装置（传感器）返回到输入端并与输入量进行比较的过程。反馈量就是检测装置检测到的输出量。
⑤干扰：在控制系统中，除输入量外，引起被控量变化的各种因素。
解题思路：
对控制的考查有两个方面：①控制系统组成及各组成部分在控制系统中的作用；
②判断控制系统的类型，是开环控制还是闭环控制。
1、熟悉控制系统的组成，清楚具体的控制系统中谁充当控制器、执行器、被控对象。
2、熟悉与控制有关的各量，清楚具体的控制系统中哪个是输入量、输出量、控制量、反馈量，知道只有闭环控制系统中有反馈量。
3、分析控制过程，根据开环或闭环的特点进行判断，然后对号入座。
【系统与设计相应巩固练习】
练习1（系统的概念）
1、下面关于系统的叙述，错误的是（ ）
A.系统是一个整体，即具有整体的特性功能、目标和作用的有机整体
B.系统的目的性是指每个系统都具有特殊的功能
C.系统必须适应外部环境的变化
D.在一个系统中，有时各子系统（部分）之间往往是互不相干的，甚至是相互对立的。
2、在下列关于系统相关性的理解中，你认为正确的是（　　　）。
　　A. 一个系统往往存在多个目标，这些目标还常常不一致，需要进行协调。
　　B. 系统通常都是由若干部分组成的。
　　C. 系统各组成元素之间、部分和整体之间不仅相互关联，相互作用，而且任何一个组成部分发生变化，都会影响其它部分和整体任务的完成。
　　D. 系统包含子系统，它又是更大系统的子系统。
练习2（系统的特性）
1、某些动物在天热时退毛，在天冷时毛又长厚了，这种动物生长的自然现象说明系统具有的（ ） A.整体性 B.相关性 C.目的性 D.环境适应性
2、下列说法正确的是（ ）
A.一个系统中，如果各个要素性能好，则整体性能就好
B.一个系统中，如果各个要素性能好，则整体性能未必好
C.一个系统中，如果某个要素性能很好，则整体性能就好
D.一个大系统中，缺少一两个要素，不影响系统的整体功能
3、下列说法中不符合系统整体特性的是（ ）
A、着眼全局规划城市发展 B、中西医结合攻克顽症
C、眉毛胡子一把抓 D、三个臭皮匠顶个诸葛亮
练习3（高考链接）
1、到2020年，我国铁路运营里程将达10万公里，发达完善的铁路网全面建成，“人便其行、货畅其流”的梦想可望成为现实。
（1）1997年4月1日，中国铁路实施第一次大面积提速，客车平均旅行速度由48公里／小时提高到55公里／小时。2007年铁路第六次大提速正式实施，京沪、胶济等现有铁路干线将实施200公里速度级的提速。提速后铁路客运能力增加18%，货运能力增加12%。这说明系统具有（ ）
A．整体性 B.相关性 C.目的性 D.环境适应性
（2）铁路专家说，高速的背后是铁路系统的技术提升，不仅是火车的技术，更涉及到路轨、信号等诸多技术改进。这说明系统具有（ ）
A．整体性 B.相关性 C.目的性 D.环境适应性
（3）“火车跑得快，全靠车头带”。传统的火车都是火车头拉着车厢跑，车厢本身没有动力，火车头的功率大，列车速度才能快。高速铁路火车跑得快，是因为车头和各节车厢都有动力，大家齐心协力，速度当然就快了起来，这就是动车组技术。这说明系统具有（ ）
A．整体性 B.相关性 C.动态性 D.环境适应性
【控制与设计相应巩固练习】
练习（控制系统的概念）
1、下列各项中，不属于控制的是（ ）
A.骑自行车时，如果觉得车速太快，我们会使用刹车使车速变慢
B.当感觉教室内光线较暗时，我们就会开灯
C.随着时间的推移，铁器会生锈
D.当学习成绩不理想时，我们用增加学习时间和改进学习方法提高成绩
2、在人体温度控制系统中，皮肤相当于（ ）；
A.传感器 B、控制器 C、执行器 D、驱动器
3、控制系统的组成是（ ）
A.输入量、传感器、控制器、被控量 B.传感器、控制器、控制量、被控对象
C.传感器、控制器、执行器、被控对象 D.控制器、执行器、控制量、被控对象
4、按时间顺序进行控制的“交通路口红绿灯控制系统”的方框图如下。方框图中，输出量是( )
A.控制电路　 B.红绿灯 C.开关装置 D.红绿灯的开关状态
【反思提高】
基本能力通用技术部分共两册八章内容，掌握最基本的概念和与生活密切相关的现象和道理，能用技术的语言解释生活中常见的问题是学习的关键。