高中通用技术必修技术与设计第三单元系统及其设计二系统分析与设计课件

(共34张PPT)
系统及其设计
二、 系统分析与设计
第三单元
【项目情境】在解决了因老式水龙头未关严或漏水而造成的浪费问题 后，孙宇同学认为他的学校所在的城市雨水很多，可以通过合理收集雨 水，以满足校园绿化、公共卫生方面的用水需求，以达到节约用水的目 的。于是他设计了如图所示的简易屋面雨水收集供水系统。该系统由雨 水收集箱、过滤装置、蓄水池及蓄水池中的水位检测装置、增压泵和按 压式延时水龙头等用水装置组成。
A. 概念模型 B. 数学模型
C. 框图模型 D. 物理模型
【解析】 定量分析需要系统分析数学模型。
A. 该系统的设计既要考虑雨水收集效率，又要考虑系统投入与使用成 本，体现了系统分析的综合性原则
B. 蓄水池容量的设计与用水量的大小有关，需要利用数学的工具进行 定量分析，体现了系统分析的科学性原则
C. 满足校园绿化、公共卫生等方面的用水需求，体现了系统的目的性
D. 该系统中的水位检测装置发生故障，导致该系统无法正常工作，体 现了系统分析的整体性原则
【解析】 D选项主要体现系统的整体性，不要与系统分析的整体性原则概念混淆。
A. 天气的变化情况
B. 蓄水池、过滤装置等系统部件的
放置位置
C. 制作该系统的成本和时间
D. 确定雨水收集子系统、雨水过滤子系统、雨水储存子系统的目标、功能及其相互关系
【解析】 雨天的雨水情况会影响系统目标的实现，但天气变化的重点在于变化，其他情况不会对系统目标产生显著影响。
【知识札记】本项目涉及的知识：系统分析方法——建模，即数学模型 和框图模型；系统分析的主要原则，即整体性原则、科学性原则和综合 性原则以及简单系统设计要考虑的问题。
A. ①②④③ B. ②①④③
C. ②①③④ D. ④②①③
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　　如图所示为火力发电站系统的模型图，该系统通过煤炭在燃烧室及 锅炉中燃烧时加热水生成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽推动 蒸汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后蒸汽轮机带动发电机旋转，将 机械能转变成电能。请根据以上描述，回答第2—3题。
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A. 运用系统分析的建模方法可以综合分析，找出发挥系统功能的解决方案
B. 系统分析的出发点是为了发挥系统的整体功能，目的是寻求解决问题的最佳决策
C. 系统存在相互关联的因素和不确定的因素，所以最佳决策是寻求相对令人满意的方案
D. 系统设计要遵循一定的步骤，这些步骤不能改变
【解析】 如果对方案不满意，还可按系统分析的步骤进行反复修改，直到获得满意方案为止，故选D。
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A. 火力发电站系统可划分为燃料供给子系统、给水子系统、蒸汽子系统、电气子系统
B. 蒸汽轮机的工作效率会影响发电机产生的电能，体现了系统的相关性
C. 设计系统时要对各装置及参数进行精确的定量分析，体现了系统分析的科学性原则
D. 设计该系统时，先考虑蒸汽轮机，再考虑发电机，体现了系统分析的整体性原则
【解析】 系统分析先整体，后局部，而蒸汽轮机、发电机都是组成系统的要素，故D不对。
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云轨系统传菜
炒菜机器人
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A. 该系统可以分为进场控制子系统、点餐结算子系统、烹制子系统和 传菜子系统
B. 点餐系统的差错会影响烹制系统的运行，体现了系统的整体性
C. 设计系统时，既要考虑餐品口味，又要考虑烹制效率，体现了系统 分析的综合性原则
D. 设计系统时，工程师采集了大量数据并进行了分析计算，体现了系 统分析的科学性原则
【解析】 点餐系统的差错会影响烹制系统，属于要素影响要素，体现 了系统的相关性。
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A. 给煤机系统和燃烧系统都是炼钢厂系统的子系统
B. 称重仪出现故障，给煤机无法正常工作，体现了系统的整体性
C. 传送带上煤的质量增加，皮带驱动电机的转速就会减小，体现了系统的动态性
D. 设计给煤系统时，要对转送带的宽度设计和皮带驱动电机的功率的选用进行准确分析，体现了系统分析的科学性原则
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【解析】 煤的质量会影响皮带驱动电机的转速，体现了系统的相关 性。
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A. 系统设计要考虑各个模块之间的相互影响
B. 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
C. 行车电脑可通过实时感知的路况信息对车辆进行操控，体现了系统的环境适应性
D. 汽车在行驶过程中能够实现车速调节、车距保持、换道、超车等基本操作，体现了系统的目的性
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【解析】 行车电脑可通过实时感知的路况信息对车辆进行操控，属于 功能，体现了系统的目的性。
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A. 套筒位置会影响进气阀的开度，体现了系统的相关性
B. 能够把蒸汽机转速控制在一定范围内，体现了系统的目的性
C. 设计时，先要确保功能实现，然后兼顾工作稳定，体现了系统分析 的整体性原则
D. 设计时，进气阀的开度和飞锤的角度要精确匹配，体现了系统分析 的科学性原则
【解析】 在不损害第一个目标的前提下兼顾下一个目标，体现了系统分析的综合性原则。
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A. 选择座椅传感器，要考虑ECU型号，体现
了系统的相关性
B. 当车速大于5 km/h且安全带未系时，预警
单元能够报警，体现了系统的目的性
C. 设计系统时，进行建模测试评估，确立最
适合的预警系统，体现了系统分析的科学性原则
D. 设计该系统时，综合运用了多种方案的技术，体现了系统分析的综 合性原则
【解析】 此说法与系统分析的综合性原则无关。
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A. 设计该系统时需考虑当地年均降雨量、校园建筑屋顶面积、校园冲 洗盥洗室和给植物浇水平均日用水量等因素
B. 设计该系统时需定量分析不同时期内动态的雨水收集量与用水量的 数量关系，体现了系统分析的科学性原则
C. 将自来水补水子系统接入中水楼上储存子系统，可解决雨水不足时 的补水问题
D. 将溢水子系统接入雨水中水净化子系统，可解决频雨或暴雨问题
【解析】 溢水子系统应接入观赏鱼塘，接入雨水中水净化子系统将受 中水楼上储存子系统和楼房供水子系统的处理速度的影响，无法解决频雨或暴雨情况下大量雨水进入的问题。
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A. 电磁铁对钢球的磁力要与钢球的重力相平衡，体现了系统的相关性
B. 确定漆包线线径和线长须综合考虑磁力大小与线圈额定电流值，体 现了系统分析的综合性原则
C. 根据钢球质量和悬浮高度设计电磁铁铁芯尺寸、线圈匝数，体现了 系统分析的科学性原则
D. 图c中对系统进行分析时所建立的模型为数学模型
【解析】 确定漆包线的线径和线长需要考虑磁力大小和线圈额定电 流，体现了系统分析的科学性原则。
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A. 搅拌器搅拌速度的改变会影响杯内实际温度，体现了系统的相关性
B. 设计系统时既要考虑保温效果又要考虑搅拌效果，体现了系统分析的综合性原则
C. 设计时需要根据加热装置的功率计算搅拌量并进行提示说明，体现了系统分析的科学性原则
D. 加热装置根据检测到的温度改变加热时间，体现了系统的动态性
【解析】 加热装置根据检测到的温度改变加热时间，体现了系统的目的性。
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A. 家长通过相应手机应用实时获取学生就餐信息，体现了系统的动态性
B. 利用自动原料反算功能进行精确计算，体现了系统分析的科学性原则
C. 该系统由就餐预订子系统和刷脸就餐子系统组成，体现了系统分析的整体性原则
D. 设计该系统时，既要考虑食堂就餐效率，又要考虑系统应用成本，体现了系统分析的综合性原则
【解析】 A选项体现系统的目的性，B选项系统自己分析计算与系统分 析的科学性原则无关（是人在系统分析），C选项体现系统的整体性。
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A. 定时器信号影响信号灯的输出，体现了系统的整体性
B. 该系统可以在不同城市使用，体现了系统的环境适应性
C. 需要通过计算车辆行驶通过路口的时间，来确定甲、乙车道的红绿 灯时间差，体现了系统分析的科学性原则
D. 需要确定系统的整体功能，再确定脉冲发生器、控制器、定时器 等，体现了系统分析的综合性原则
【解析】 先分析整体，再分析部分，体现了系统分析的整体性原则。
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14. 孙宇同学设计了简易屋面雨水收集供水系统，通过集雨实现供水， 以达到节约用水的目的，我们可以把该系统的雨水作为输入，供水作为 输出，如果把简易屋面雨水收集供水系统作为一个整体来看，请你完成 任务一：画出该系统的概念模型。孙宇同学将简易屋面雨水收集供水系 统划分成以下子系统：屋面雨水收集子系统、雨水净化与储存子系统、 自动补水子系统、溢水子系统、用水子系统。根据描述请你完成任务 二：选择合适的子系统填在下列框图模型中。
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任务一：画出简易屋面雨水收集供水系统的概念模型。
任务二：补全简易屋面雨水收集供水系统的设计分析框图模型。
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