3.2 系统分析及系统优化 课件-2022-2023学年高中通用技术苏教版（2019）必修《技术与设计2》（31张PPT）
文档属性
| 名称 | 3.2 系统分析及系统优化 课件-2022-2023学年高中通用技术苏教版（2019）必修《技术与设计2》（31张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 通用技术 | ||
| 更新时间 | 2022-08-07 17:38:45 | ||
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文档简介
(共32张PPT)
系 统 分 析 及 优 化
必修2 第三单元 82页
板书 系 统 分 析 及 优 化
1.决策的方法： 经验决策和科学决策
2.系统分析的含义
3.系统分析的一般步骤：
4、系统分析的主要原则
整体性原则:系统分析首先着眼于系统整体，要先分析整体，在分析部分；
科学性原则:运用科学方法和数学工具进行定量分析，
综合性原则:系统分析总是为实现系统目标服务的。当存在多个目标时，需要综合分析，统筹兼顾，
5系统的优化是指在给定的条件（约束条件）不可以人为调节的因素。
影响系统优化的因素是指对系统的目标函数产生显著影响，并且可以人为调节的因素。
有一个农夫带一条狼、一只羊和一筐白菜过河。如果没有农夫看管，则狼要吃羊，羊要吃白菜。但是船很小，只够农夫带一样东西过河。请你帮农夫解决难题？说说你们对该系统分析的过程？
一、系统分析的含义
1.决策的方法
决策方法有经验决策和科学决策；
系统分析是一种科学决策的方法。
自行车嘎吱嘎吱的叫如何处理？
2.系统分析的含义
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，并在此基础上拟定一套有效处理步骤和程序，或对原来的系统提出改进方案的过程，就是系统分析。
系统分析的一般步骤可以描述为：
明确问题
设立目标
收集资料
制定方案
分析计算
评价比较
检验核实
作出决策
二、系统分析的一般步骤
案例分析
田忌赛马
二、系统分析的一般步骤
1.整体性原则
系统分析首先着眼于系统整体，要先分析整体，再分析部分；先看全局，后看局部；先看全过程，再看某一阶段；先看长远，再看当前。
三、系统分析的主要原则
案例分析
丁谓修复皇宫
三、系统分析的主要原则
2.科学性原则
系统分析一方面要有严格的工作步骤，另一方面尽可能地运用科学方法和数学工具进行定量分析，使决策的过程和结果更具说服力。
三、系统分析的主要原则
注：设计者进行分析计算，
不能自动化设备分析计算。
案例分析： 利润问题
某家具厂要安排一周的计划，产品是桌子和椅子。制作一张桌子需4平方木板及20小时工时，制作一张椅子需6平方木板及18小时工时；每周拥有木材板料600平方，可用工时400小时；每张桌子利润50元，每只椅子利润60元。按合同每周至少要交付8张桌子和5张椅子。假定所有产品都能销售，那么该每周生产桌子和椅子分别为多少时，利润最大？
案例分析
利润问题
约束条件
四、系统的优化
3.综合性原则
系统分析总是为实现系统目标服务的。当存在多个目标时，需要综合分析，统筹兼顾，不可顾此失彼，因小失大。
三、系统分析的主要原则
工厂生产的时候既要考虑质量，又要考虑成本；既要考虑效率又要考虑安全；统筹兼顾整体的多个目标。
1、煤给我们经济发展提供动力的同时，也造成了土地塌陷，农民可利用耕地面积减少和耕地质量下降等问题。某地发现了一大型煤矿，且易开采，当地政府综合考虑了多位专家的意见，决定近期内不予开采。请分析政府不予开采是运用了系统分析的（ ）。
A. 整体性原则 B. 科学性原则
C. 综合性原则 D. 可行性原则
A
2、如图所示是一款载人喷气飞板,喷射口会喷射出高速气流,将人推向空中;采用自平衡技术,通过自动调节喷气推力的大小,控制飞行的速度与高度。下列关于该喷气飞板的说法中错误的是（ ）
A.该飞板使用一段时间后,续航能力会大幅下降,体现了系统的动态性
B.控制芯片出现故障，导致喷气飞板失控,体现了系统的整体性
C.设计时根据负重计算动力的功率,匹配相应的续航时间，体现了系统分析的综合性原则
D.设计该飞板要先确定单人军用标准，再分析控制、动力等系统,体现系统分析整体性原则
C
系统的优化是指在给定的条件（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）。
影响系统优化的因素是指对系统的目标函数产生显著影响，并且可以人为调节的因素。
四、系统的优化
案例分析： 利润问题
某家具厂要安排一周的计划，产品是桌子和椅子。制作一张桌子需4平方木板及20小时工时，制作一张椅子需6平方木板及18小时工时；每周拥有木材板料600平方，可用工时400小时；每张桌子利润50元，每只椅子利润60元。按合同每周至少要交付8张桌子和5张椅子。假定所有产品都能销售，那么该每周生产桌子和椅子分别为多少时，利润最大？
问题思考：
这里，系统需要进行最优化的目标是什么？
利润受到哪些人为可调节的因素影响？
在这个利润问题的系统中，又存在哪些不能人为解决的约束条件呢？
目标函数
小通准备对家里的电路系统进行升级改造并制定了优化目标。他请装修公司完成该优化工程，双方签订合同，工程款总额为10000元。请回答例3－4题。
3、装修公司根据用电器功率的大小分别计算出每路电线的粗细规格，该方法遵循了系统分析的( )
A．科学性原则 B．综合性原则
C．整体性原则 D．安全性原则
4、在该系统优化过程中，总额10000元属于( )
A．优化目标 B．约束条件
C．目标函数 D．影响优化的因素
A
B
为使系统达到最优的目标而提出的求解方法称为最优化方法。系统优化的方法是多样的，但无论运用怎样的优化方法，都需要经过若干次完善和验证，才能得出最优解或满意解。
数学模型
估算、试验
最优解
满意解
完善、验证
四、系统的优化
一、系统分析的含义
二、系统分析的一般步骤
三、系统分析的主要原则
四、系统的优化
小 结
作业：完成练习一，上交！
通常，技术领域系统分析中较为常用的是系统的数学模型和框图模型等。
系统分析方法一建 模
数学模型用数学公式、 图表等描述客观事物的特征模型，称为数学模型。数学模型是系统分析中经常用到的一种工具， 人们将现实世界中的原型抽象概括成数学语言，运用已有数学方法分析求解，得出结论。
案例分析
利润问题
约束条件
四、系统的优化
框图模型用一个个封闭的小框图代表系统的各个要素或子系统，在框图内或框图边注明要素或子系统的名称，按照系统的结构模式把它们排列安置于适当位置，用无向线段或有向线段把这些小框图连接起来，以表示系统的基本结构框架，再用无向线段或有向线段表示系统与环境的联系，这样形成的图形就叫系统的框图模型。
在校园农业劳动实践中，同学们为植物栽培设计了一个营养液循环控制系统（如图a所示为系统框图模型，如图b所示为控制系统示意图），该系统包括微控制器、环境感知部分、调节部分等。温度传感器、液位传感器、PH值传感器和流速计均安装在栽培槽中。根据微控制器指令，加热器与制冷器、蠕动泵、水泵联合调节栽培槽中营养液的温度、PH值、液位和流速。
9.下列关于该系统设计与分析的说法中不合理的是A.系统设计要从整体出发，以创建植物生长的最优营养液环境为目标B.系统设计要考虑液位控制与pH值控制之间的相互影响C.不能将该系统分解为温度、液位等子系统进行设计D.系统分析过程中建立了系统框图模型，属于建模的分析方法
系 统 分 析 及 优 化
必修2 第三单元 82页
板书 系 统 分 析 及 优 化
1.决策的方法： 经验决策和科学决策
2.系统分析的含义
3.系统分析的一般步骤：
4、系统分析的主要原则
整体性原则:系统分析首先着眼于系统整体，要先分析整体，在分析部分；
科学性原则:运用科学方法和数学工具进行定量分析，
综合性原则:系统分析总是为实现系统目标服务的。当存在多个目标时，需要综合分析，统筹兼顾，
5系统的优化是指在给定的条件（约束条件）不可以人为调节的因素。
影响系统优化的因素是指对系统的目标函数产生显著影响，并且可以人为调节的因素。
有一个农夫带一条狼、一只羊和一筐白菜过河。如果没有农夫看管，则狼要吃羊，羊要吃白菜。但是船很小，只够农夫带一样东西过河。请你帮农夫解决难题？说说你们对该系统分析的过程？
一、系统分析的含义
1.决策的方法
决策方法有经验决策和科学决策；
系统分析是一种科学决策的方法。
自行车嘎吱嘎吱的叫如何处理？
2.系统分析的含义
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，并在此基础上拟定一套有效处理步骤和程序，或对原来的系统提出改进方案的过程，就是系统分析。
系统分析的一般步骤可以描述为：
明确问题
设立目标
收集资料
制定方案
分析计算
评价比较
检验核实
作出决策
二、系统分析的一般步骤
案例分析
田忌赛马
二、系统分析的一般步骤
1.整体性原则
系统分析首先着眼于系统整体，要先分析整体，再分析部分；先看全局，后看局部；先看全过程，再看某一阶段；先看长远，再看当前。
三、系统分析的主要原则
案例分析
丁谓修复皇宫
三、系统分析的主要原则
2.科学性原则
系统分析一方面要有严格的工作步骤，另一方面尽可能地运用科学方法和数学工具进行定量分析，使决策的过程和结果更具说服力。
三、系统分析的主要原则
注：设计者进行分析计算，
不能自动化设备分析计算。
案例分析： 利润问题
某家具厂要安排一周的计划，产品是桌子和椅子。制作一张桌子需4平方木板及20小时工时，制作一张椅子需6平方木板及18小时工时；每周拥有木材板料600平方，可用工时400小时；每张桌子利润50元，每只椅子利润60元。按合同每周至少要交付8张桌子和5张椅子。假定所有产品都能销售，那么该每周生产桌子和椅子分别为多少时，利润最大？
案例分析
利润问题
约束条件
四、系统的优化
3.综合性原则
系统分析总是为实现系统目标服务的。当存在多个目标时，需要综合分析，统筹兼顾，不可顾此失彼，因小失大。
三、系统分析的主要原则
工厂生产的时候既要考虑质量，又要考虑成本；既要考虑效率又要考虑安全；统筹兼顾整体的多个目标。
1、煤给我们经济发展提供动力的同时，也造成了土地塌陷，农民可利用耕地面积减少和耕地质量下降等问题。某地发现了一大型煤矿，且易开采，当地政府综合考虑了多位专家的意见，决定近期内不予开采。请分析政府不予开采是运用了系统分析的（ ）。
A. 整体性原则 B. 科学性原则
C. 综合性原则 D. 可行性原则
A
2、如图所示是一款载人喷气飞板,喷射口会喷射出高速气流,将人推向空中;采用自平衡技术,通过自动调节喷气推力的大小,控制飞行的速度与高度。下列关于该喷气飞板的说法中错误的是（ ）
A.该飞板使用一段时间后,续航能力会大幅下降,体现了系统的动态性
B.控制芯片出现故障，导致喷气飞板失控,体现了系统的整体性
C.设计时根据负重计算动力的功率,匹配相应的续航时间，体现了系统分析的综合性原则
D.设计该飞板要先确定单人军用标准，再分析控制、动力等系统,体现系统分析整体性原则
C
系统的优化是指在给定的条件（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）。
影响系统优化的因素是指对系统的目标函数产生显著影响，并且可以人为调节的因素。
四、系统的优化
案例分析： 利润问题
某家具厂要安排一周的计划，产品是桌子和椅子。制作一张桌子需4平方木板及20小时工时，制作一张椅子需6平方木板及18小时工时；每周拥有木材板料600平方，可用工时400小时；每张桌子利润50元，每只椅子利润60元。按合同每周至少要交付8张桌子和5张椅子。假定所有产品都能销售，那么该每周生产桌子和椅子分别为多少时，利润最大？
问题思考：
这里，系统需要进行最优化的目标是什么？
利润受到哪些人为可调节的因素影响？
在这个利润问题的系统中，又存在哪些不能人为解决的约束条件呢？
目标函数
小通准备对家里的电路系统进行升级改造并制定了优化目标。他请装修公司完成该优化工程，双方签订合同，工程款总额为10000元。请回答例3－4题。
3、装修公司根据用电器功率的大小分别计算出每路电线的粗细规格，该方法遵循了系统分析的( )
A．科学性原则 B．综合性原则
C．整体性原则 D．安全性原则
4、在该系统优化过程中，总额10000元属于( )
A．优化目标 B．约束条件
C．目标函数 D．影响优化的因素
A
B
为使系统达到最优的目标而提出的求解方法称为最优化方法。系统优化的方法是多样的，但无论运用怎样的优化方法，都需要经过若干次完善和验证，才能得出最优解或满意解。
数学模型
估算、试验
最优解
满意解
完善、验证
四、系统的优化
一、系统分析的含义
二、系统分析的一般步骤
三、系统分析的主要原则
四、系统的优化
小 结
作业：完成练习一，上交！
通常，技术领域系统分析中较为常用的是系统的数学模型和框图模型等。
系统分析方法一建 模
数学模型用数学公式、 图表等描述客观事物的特征模型，称为数学模型。数学模型是系统分析中经常用到的一种工具， 人们将现实世界中的原型抽象概括成数学语言，运用已有数学方法分析求解，得出结论。
案例分析
利润问题
约束条件
四、系统的优化
框图模型用一个个封闭的小框图代表系统的各个要素或子系统，在框图内或框图边注明要素或子系统的名称，按照系统的结构模式把它们排列安置于适当位置，用无向线段或有向线段把这些小框图连接起来，以表示系统的基本结构框架，再用无向线段或有向线段表示系统与环境的联系，这样形成的图形就叫系统的框图模型。
在校园农业劳动实践中，同学们为植物栽培设计了一个营养液循环控制系统（如图a所示为系统框图模型，如图b所示为控制系统示意图），该系统包括微控制器、环境感知部分、调节部分等。温度传感器、液位传感器、PH值传感器和流速计均安装在栽培槽中。根据微控制器指令，加热器与制冷器、蠕动泵、水泵联合调节栽培槽中营养液的温度、PH值、液位和流速。
9.下列关于该系统设计与分析的说法中不合理的是A.系统设计要从整体出发，以创建植物生长的最优营养液环境为目标B.系统设计要考虑液位控制与pH值控制之间的相互影响C.不能将该系统分解为温度、液位等子系统进行设计D.系统分析过程中建立了系统框图模型，属于建模的分析方法