高二通用技术复习导学案二
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高中通用技术复习导学案二
姓名： 班级：
学习目标：
1、知道系统的概念、构成条件、子系统及系统的类型。知道系统的五个基本特征及系统优化的概念、系统设计的概念、应考虑的问题（目的，各部分间关系，优化）和步骤。
2、知道控制的定义及其分类，能区分控制的要素，了解控制应用的意义。
3、知道控制系统开环、闭环的含义以及会画控制系统工作过程方框图。
4、会进行闭环控制系统的工作过程及开环与闭环的比较。知道干扰因素、反馈的概念。了解反馈法、功能模拟法、黑箱法及控制系统设计的思路，了解闭环控制系统设计的基本要求。
学习重点：知道本单元知识结构，会运用知识解决简单的实际问题。
学习难点：理解系统设计的优化及控制系统的工作过程。
学习过程：
（一）知识梳理
1、系统的概念、构成条件、子系统及系统的类型：由 、 、 和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，成为系统。构成系统，必须具备三个条件：第一，至少要有 的要素（部分）才能组成系统；第二，要素（部分）之间相互联系、相互作用，按照一定方式形成一个整体；第三，这个整体具有的功能是 。系统有大有小，有复杂有简单。对于较大型的系统和比较复杂的系统，根据一定的标准可划分为若干子系统。根据需要，可以对系统进行不同的分类。例如，可把系统分为自然系统（如生态系统）和人造系统（如计算机系统）；也可把系统分为实体系统（生物系统、机械系统）和抽象系统（如哲学系统）。
2、系统的五个基本特征： 、 、 、 、 。
3、系统分析的概念、目的、步骤及原则：Ⅰ、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的处理步骤和程序，或对原有的系统提出改进方案的过程，就是系统分析。Ⅱ、系统分析的出发点是为了发挥系统的整体功能，目的是 。Ⅲ、系统分析的一般步骤为：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。Ⅳ、系统分析的主要原则： 、 、 。
4、系统优化的概念：系统的优化是指在给定的条件（或约束的条件）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 。
5、系统设计的概念、应考虑的问题（目的，各部分间关系，优化）和步骤：无论是简单系统的设计，还是复杂系统的设计，都要对需设计的系统进行调查分析、筹划研究、评价实施、运行实施等，指导完成一个能协调工作的实际系统，这一过程就是系统设计。系统设计应考虑的主要问题：①系统设计的目的与要求；②系统各部分之间的相互联系与相互作用；③系统设计方案的优化。系统设计的步骤主要包括：将系统分解为若干子系统，确定个子系统的目标、功能及其相互关系，对子系统进行技术设计和评价，对系统进行总体技术设计和评价等。
6、控制的定义及其分类：人们按照自己的意愿或目的，通过一定的 ，使事物向期望的目标发展，这就是控制。从控制过程中人工干预的情形来分，控制有 和 。
7、能区分控制的要素（目的、手段、对象）：理解任何控制现象，都要明确控制的对象是什么，控制要达到什么目的和采取什么控制手段。
8、控制应用的意义。 ：①控制应用到生活中，提高了人们的生活质量，人类能够在一定程度上按照自己的意愿改变周围的环境，使之能满足人们的需要。②提高劳动效率，减轻劳动这的劳动强度。③在军事、国防等领域的应用，能对目标进行准确锁定。
9、控制系统、开环、闭环的含义以及方框图的绘制。
答：任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这些环节就构成了一个系统，称为控制系统。控制系统的 与 之间有一定的对应关系。控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制系统称为开环控制系统。对于开环控制系统，通常可以用下面的方框图来描述： 输入量 输出量
系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响的控制系统称为闭环控制系统。其方框图如下： 输入量 输出量
10、闭环控制系统的工作过程和开环与闭环的比较：Ⅰ、从反馈来看，闭环控制系统就是指在系统的输出端与输入端之间存在反馈回路，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 的偏差。Ⅱ、开环控制系统本身不能对被控量的偏差进行调整和补偿。开环控制系统一般结构简单，适用于控制精度要求不高而系统本身的元件又比较稳定的场合。闭环控制系统的优点是控制精度高，不论何种原因造成系统的输出量偏离给定量，闭环控制系统都会产生控制作用来减小这一偏差。与开环控制系统相比，闭环控制系统的设计比较麻烦，结构也相对复杂，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喜爱用的一种控制方式，用于要求高精度和高可靠性的场合。
11、干扰因素：在控制系统中，除 （给定值）以外，引起被控量变化的各种因素称为干扰因素。在控制系统中，干扰因素可能有一个，也可能有若干个。在一控制系统中，干扰因素是需要克服的。而在有些情况下，却可以利用干扰因素实现某种目的。（如在军事演习中，A利用一定频率的电磁波对B的信息指挥系统进行干扰，使之不能正常工作。）控制系统中，将输出量通过适当的 返回到输入端并与输入量进行比较的过程，就是反馈。
12、反馈法、功能模拟法、黑箱法：利用反馈来分析和处理被控对象，通过系统的输出来调整系统的行为，使系统沿着预期的目标运行的方法，称为 方法（如自动电水壶当水沸腾时自动切断电源）。以功能和行为的相似性为基础，用“模型”模拟“原型”的功能和行为的方法，就是 法。（如国际象棋的人机对弈。）把要研究的系统作为黑箱，通过对系统输入与输出关系的研究，进而推断出系统内部结构及其功能的方法，就是 法。（如拍打西瓜的表皮判断西瓜的生熟。）
13、控制系统设计的思路和闭环控制系统设计的基本要求。 ：Ⅰ、要设计好一个控制系统：①明确这个系统要达到的目的是什么；②所要控制的对象是什么；③被控对象有哪些重要的特性；④被控量和控制量分别是什么；⑤外界的主要干扰因素有哪些；⑥选择怎样的设计方案既能达到目的，又经济、易于实现；⑦如何选择设备和原件。Ⅱ、对于简单的闭环控制系统，有以下基本要求：①一个闭环控制系统要正常工作，首先必须是稳定的；②控制系统的控制精度必须符合要求，即系统的输出量与给定值之差应控制在允许的范围之内；③闭环控制系统应有较好的抗干扰性能。
（二）课堂练习
1、下列日常用语没有反应系统整体性的是（ ）
A．丢卒保车 B．三个小皮匠顶个诸葛亮 C．一招不慎，全盘皆输 D．春捂秋冻
2．“嫦娥一号”的发射是由卫星系统、运载火箭系统、发射场系统、测控系统、地面应用系统五大系统协同工作完成的，这个过程主要体现了系统的：（ A ）
A．整体性 B．目的性 C．动态性 D．环境适应性
3．某校要对三幢新建的教学楼A、B、C进行装修，假设每一幢教学楼装修均依次分为水电安装、木工和油漆三个施工过程，分别由相应的专业装修队依次完成，每个装修队在每幢楼的施工时间均相同，采用何种方式装修，才能使装修工期和资源利用最为合理：（ ）
A．单一施工 B．依次施工 C．平行施工 D．流水施工
4．以下系统不属于系统优化的是（ ）
A．农作物套种增产 B．施工从依次施工变为平行施工
C．电脑操作系统的升级 D．普通台灯变为调光台灯
5．在我们的日常生活中，有很多人工控制和自动控制现象，下列选项中全过程都是人工控制的是：（ C ）
①摇动辘轳提取井水②电梯的上下运行控制③农用灌溉抽水机抽水的控制④用气筒给自行车轮胎充气⑤驾驶汽车⑥普通自来水龙头
A．①②④ B．②③⑤ C．①④⑤⑥ D．③④⑤
6．小明发现学校路灯有时由于没有及时关闭而浪费用电，为此他设计了一个控制方案，能够在天亮时关闭，天暗后打开。该控制系统应该属于：（B ）
A．自动控制的闭环控制系统 B．自动控制的开环控制系统
C．手动控制的闭环控制系统 D．手动控制的开环控制系统
7．家用抽水马桶的水箱水位控制系统，为了降低家用抽水马桶水箱水位的高度，可采取的措施是：（ C ）
A．增大进水流量 B．减少进水流量
C．调节降低浮球的位置 D．调节升高浮球的位置
8．家里的衣服晾在阳台外面常常会被雨淋湿，周杰同学发现这一问题后尝试设计一种新型晾衣架。这种晾衣架在下雨时能自动将衣服收至雨蓬下，保证衣服不被雨淋湿。）该控制系统中，给控制电路输入信号的元件应是：( C )
A．湿度传感器 B．光敏传感器 C．温度传感器 D.红外线传感器
普通家用电饭锅的保温控制(用双金属片开关控温)系统为( D )
A．机械控制的闭环控制系统 B．电子控制的闭环控制系统
Ｃ．机械控制的开环控制系统 D．电子控制的开环控制系统
9．冰箱在恒温控制工作过程中，会受下列因素影响而使其温度发生改变：①开关冰箱门，②电源电压不稳，③有人在冰箱边烤火，④箱内温控器失灵，其中属于温度控制系统中的干扰因素的是：（ A ）
A．①②③④ B．①②③ C．①②④ D．①③④
10．冰箱的温控系统采用闭环控制，为了进一步提高其抗干扰性能，设计中采取的措施：（ C ）
A．增加反馈环节 B．提高压缩机制冷量
C．提高箱体隔热性能 D．说明书上建议用户将冰箱远离其他家用电器放置
11．下列选项中不属于黑箱方法的是：（ A ）
A．国际象棋中的人机对弈 B．用万用表去测试一段电路是否断路
C．通过拍打西瓜表面来判断西瓜成熟情况 D．中医看病的“望闻问切”
7．汽车超载监测系统由以下几部分组成：在收费站前每条车道上安装压力传感器，它监测每辆汽车的重量，近旁装有摄像头，将通过车辆的车型、牌照摄下。这些信息传入监测电脑，电脑能够辨认出各种车型，并查明该型车的规定载重量，经过与实测数据对比，就能判明来车是否超载。
(1)请说出汽车超载监测系统的三个子系统：
、 、
12．夏天空调工作过程：打开空调后，用户须设置一个设定温度T。接着，微处理器就不断地将温度感应器探测出来的室内温度t与设定温度T进行比较：如果t > T，则微处理器发出指令使继电器接通，这时压缩机开始工作、制冷；如果t < T，则微处理器发出指令使继电器断开，这时压缩机便不工作。这样就达到了恒温、制冷的效果。
（１）空调的制冷系统是属于开环控制还是闭环控制？
（2）画出控制系统方框图。
13．家用压力锅的压力控制系统是闭环控制系统，完成下列方框图并说出干扰因素（两点）：
、
被控对象
执行器
控制器
重锤
安全阀
控制器
（重锤）
执行器
（ ）
被控对象
（ ）
被控量
（ ）
给定量
（设定压力）
检测装置
（ ）
控制量
（出汽量）
比较器
姓名： 班级：
学习目标：
1、知道系统的概念、构成条件、子系统及系统的类型。知道系统的五个基本特征及系统优化的概念、系统设计的概念、应考虑的问题（目的，各部分间关系，优化）和步骤。
2、知道控制的定义及其分类，能区分控制的要素，了解控制应用的意义。
3、知道控制系统开环、闭环的含义以及会画控制系统工作过程方框图。
4、会进行闭环控制系统的工作过程及开环与闭环的比较。知道干扰因素、反馈的概念。了解反馈法、功能模拟法、黑箱法及控制系统设计的思路，了解闭环控制系统设计的基本要求。
学习重点：知道本单元知识结构，会运用知识解决简单的实际问题。
学习难点：理解系统设计的优化及控制系统的工作过程。
学习过程：
（一）知识梳理
1、系统的概念、构成条件、子系统及系统的类型：由 、 、 和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，成为系统。构成系统，必须具备三个条件：第一，至少要有 的要素（部分）才能组成系统；第二，要素（部分）之间相互联系、相互作用，按照一定方式形成一个整体；第三，这个整体具有的功能是 。系统有大有小，有复杂有简单。对于较大型的系统和比较复杂的系统，根据一定的标准可划分为若干子系统。根据需要，可以对系统进行不同的分类。例如，可把系统分为自然系统（如生态系统）和人造系统（如计算机系统）；也可把系统分为实体系统（生物系统、机械系统）和抽象系统（如哲学系统）。
2、系统的五个基本特征： 、 、 、 、 。
3、系统分析的概念、目的、步骤及原则：Ⅰ、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的处理步骤和程序，或对原有的系统提出改进方案的过程，就是系统分析。Ⅱ、系统分析的出发点是为了发挥系统的整体功能，目的是 。Ⅲ、系统分析的一般步骤为：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。Ⅳ、系统分析的主要原则： 、 、 。
4、系统优化的概念：系统的优化是指在给定的条件（或约束的条件）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 。
5、系统设计的概念、应考虑的问题（目的，各部分间关系，优化）和步骤：无论是简单系统的设计，还是复杂系统的设计，都要对需设计的系统进行调查分析、筹划研究、评价实施、运行实施等，指导完成一个能协调工作的实际系统，这一过程就是系统设计。系统设计应考虑的主要问题：①系统设计的目的与要求；②系统各部分之间的相互联系与相互作用；③系统设计方案的优化。系统设计的步骤主要包括：将系统分解为若干子系统，确定个子系统的目标、功能及其相互关系，对子系统进行技术设计和评价，对系统进行总体技术设计和评价等。
6、控制的定义及其分类：人们按照自己的意愿或目的，通过一定的 ，使事物向期望的目标发展，这就是控制。从控制过程中人工干预的情形来分，控制有 和 。
7、能区分控制的要素（目的、手段、对象）：理解任何控制现象，都要明确控制的对象是什么，控制要达到什么目的和采取什么控制手段。
8、控制应用的意义。 ：①控制应用到生活中，提高了人们的生活质量，人类能够在一定程度上按照自己的意愿改变周围的环境，使之能满足人们的需要。②提高劳动效率，减轻劳动这的劳动强度。③在军事、国防等领域的应用，能对目标进行准确锁定。
9、控制系统、开环、闭环的含义以及方框图的绘制。
答：任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这些环节就构成了一个系统，称为控制系统。控制系统的 与 之间有一定的对应关系。控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制系统称为开环控制系统。对于开环控制系统，通常可以用下面的方框图来描述： 输入量 输出量
系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响的控制系统称为闭环控制系统。其方框图如下： 输入量 输出量
10、闭环控制系统的工作过程和开环与闭环的比较：Ⅰ、从反馈来看，闭环控制系统就是指在系统的输出端与输入端之间存在反馈回路，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 的偏差。Ⅱ、开环控制系统本身不能对被控量的偏差进行调整和补偿。开环控制系统一般结构简单，适用于控制精度要求不高而系统本身的元件又比较稳定的场合。闭环控制系统的优点是控制精度高，不论何种原因造成系统的输出量偏离给定量，闭环控制系统都会产生控制作用来减小这一偏差。与开环控制系统相比，闭环控制系统的设计比较麻烦，结构也相对复杂，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喜爱用的一种控制方式，用于要求高精度和高可靠性的场合。
11、干扰因素：在控制系统中，除 （给定值）以外，引起被控量变化的各种因素称为干扰因素。在控制系统中，干扰因素可能有一个，也可能有若干个。在一控制系统中，干扰因素是需要克服的。而在有些情况下，却可以利用干扰因素实现某种目的。（如在军事演习中，A利用一定频率的电磁波对B的信息指挥系统进行干扰，使之不能正常工作。）控制系统中，将输出量通过适当的 返回到输入端并与输入量进行比较的过程，就是反馈。
12、反馈法、功能模拟法、黑箱法：利用反馈来分析和处理被控对象，通过系统的输出来调整系统的行为，使系统沿着预期的目标运行的方法，称为 方法（如自动电水壶当水沸腾时自动切断电源）。以功能和行为的相似性为基础，用“模型”模拟“原型”的功能和行为的方法，就是 法。（如国际象棋的人机对弈。）把要研究的系统作为黑箱，通过对系统输入与输出关系的研究，进而推断出系统内部结构及其功能的方法，就是 法。（如拍打西瓜的表皮判断西瓜的生熟。）
13、控制系统设计的思路和闭环控制系统设计的基本要求。 ：Ⅰ、要设计好一个控制系统：①明确这个系统要达到的目的是什么；②所要控制的对象是什么；③被控对象有哪些重要的特性；④被控量和控制量分别是什么；⑤外界的主要干扰因素有哪些；⑥选择怎样的设计方案既能达到目的，又经济、易于实现；⑦如何选择设备和原件。Ⅱ、对于简单的闭环控制系统，有以下基本要求：①一个闭环控制系统要正常工作，首先必须是稳定的；②控制系统的控制精度必须符合要求，即系统的输出量与给定值之差应控制在允许的范围之内；③闭环控制系统应有较好的抗干扰性能。
（二）课堂练习
1、下列日常用语没有反应系统整体性的是（ ）
A．丢卒保车 B．三个小皮匠顶个诸葛亮 C．一招不慎，全盘皆输 D．春捂秋冻
2．“嫦娥一号”的发射是由卫星系统、运载火箭系统、发射场系统、测控系统、地面应用系统五大系统协同工作完成的，这个过程主要体现了系统的：（ A ）
A．整体性 B．目的性 C．动态性 D．环境适应性
3．某校要对三幢新建的教学楼A、B、C进行装修，假设每一幢教学楼装修均依次分为水电安装、木工和油漆三个施工过程，分别由相应的专业装修队依次完成，每个装修队在每幢楼的施工时间均相同，采用何种方式装修，才能使装修工期和资源利用最为合理：（ ）
A．单一施工 B．依次施工 C．平行施工 D．流水施工
4．以下系统不属于系统优化的是（ ）
A．农作物套种增产 B．施工从依次施工变为平行施工
C．电脑操作系统的升级 D．普通台灯变为调光台灯
5．在我们的日常生活中，有很多人工控制和自动控制现象，下列选项中全过程都是人工控制的是：（ C ）
①摇动辘轳提取井水②电梯的上下运行控制③农用灌溉抽水机抽水的控制④用气筒给自行车轮胎充气⑤驾驶汽车⑥普通自来水龙头
A．①②④ B．②③⑤ C．①④⑤⑥ D．③④⑤
6．小明发现学校路灯有时由于没有及时关闭而浪费用电，为此他设计了一个控制方案，能够在天亮时关闭，天暗后打开。该控制系统应该属于：（B ）
A．自动控制的闭环控制系统 B．自动控制的开环控制系统
C．手动控制的闭环控制系统 D．手动控制的开环控制系统
7．家用抽水马桶的水箱水位控制系统，为了降低家用抽水马桶水箱水位的高度，可采取的措施是：（ C ）
A．增大进水流量 B．减少进水流量
C．调节降低浮球的位置 D．调节升高浮球的位置
8．家里的衣服晾在阳台外面常常会被雨淋湿，周杰同学发现这一问题后尝试设计一种新型晾衣架。这种晾衣架在下雨时能自动将衣服收至雨蓬下，保证衣服不被雨淋湿。）该控制系统中，给控制电路输入信号的元件应是：( C )
A．湿度传感器 B．光敏传感器 C．温度传感器 D.红外线传感器
普通家用电饭锅的保温控制(用双金属片开关控温)系统为( D )
A．机械控制的闭环控制系统 B．电子控制的闭环控制系统
Ｃ．机械控制的开环控制系统 D．电子控制的开环控制系统
9．冰箱在恒温控制工作过程中，会受下列因素影响而使其温度发生改变：①开关冰箱门，②电源电压不稳，③有人在冰箱边烤火，④箱内温控器失灵，其中属于温度控制系统中的干扰因素的是：（ A ）
A．①②③④ B．①②③ C．①②④ D．①③④
10．冰箱的温控系统采用闭环控制，为了进一步提高其抗干扰性能，设计中采取的措施：（ C ）
A．增加反馈环节 B．提高压缩机制冷量
C．提高箱体隔热性能 D．说明书上建议用户将冰箱远离其他家用电器放置
11．下列选项中不属于黑箱方法的是：（ A ）
A．国际象棋中的人机对弈 B．用万用表去测试一段电路是否断路
C．通过拍打西瓜表面来判断西瓜成熟情况 D．中医看病的“望闻问切”
7．汽车超载监测系统由以下几部分组成：在收费站前每条车道上安装压力传感器，它监测每辆汽车的重量，近旁装有摄像头，将通过车辆的车型、牌照摄下。这些信息传入监测电脑，电脑能够辨认出各种车型，并查明该型车的规定载重量，经过与实测数据对比，就能判明来车是否超载。
(1)请说出汽车超载监测系统的三个子系统：
、 、
12．夏天空调工作过程：打开空调后，用户须设置一个设定温度T。接着，微处理器就不断地将温度感应器探测出来的室内温度t与设定温度T进行比较：如果t > T，则微处理器发出指令使继电器接通，这时压缩机开始工作、制冷；如果t < T，则微处理器发出指令使继电器断开，这时压缩机便不工作。这样就达到了恒温、制冷的效果。
（１）空调的制冷系统是属于开环控制还是闭环控制？
（2）画出控制系统方框图。
13．家用压力锅的压力控制系统是闭环控制系统，完成下列方框图并说出干扰因素（两点）：
、
被控对象
执行器
控制器
重锤
安全阀
控制器
（重锤）
执行器
（ ）
被控对象
（ ）
被控量
（ ）
给定量
（设定压力）
检测装置
（ ）
控制量
（出汽量）
比较器