系统的设计
图片预览
文档简介
(共22张PPT)
系统与设计
系统的设计
奔驰防撞车系统
系统的分类
按人的干预情况
自然系统
人造系统
由哪几个子系统组成？
汽车系统
传动系统：离合器、变速器、万向传动装置和驱动桥等
方向系统：转向盘的转向器及转向传动装置等
制动系统：供能装置、控制装置、传动装置和制动器等
点火系统：蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等
（1）系统设计的一般步骤。
①将系统分解为若干个小系统
②确定各子系统的目标、功能及相互关系
③对子系统进行技术设计和评价
④对系统进行总体技术设计和评价
一、系统的设计
（2）含义
在系统分析的基础上，设计出满足预定目标的系统的过程。
一、系统的设计
系统设计的目的与要求
系统设计要从整体出发，以系统整体功能的最优为目的。
系统各部分之间的相互联系与相互作用。
系统设计要运用系统的思想综合考虑各部分之间的关联、冲突问题，注重各部分的横向、纵向联系。
系统设计方案的优化
首先从系统整体考虑优化，统筹兼顾，再在此基础上完善各部分的设计。
教学设计
一、系统的设计
（3）系统设计应考虑的主要问题。
——系统的整体功能
——系统的各部分之间的联系
——系统的整体优化
汽车电子安全系统
车道偏离警示系统
自动泊车系统
1.要实现的总体目标是安全、经济、快速地完成筑路工程。
2.要选择好筑路技术设计方案，如公路要越过两座山坡，是穿隧
道还是绕道行。
3.要考虑工期、人员、材料的具体安排方案，降低材料成本，减
少材料浪费，在不增加过多人员的前提下，提高工程进度等。
马上行动
为座落在山里的村庄策划一个筑路工程设计方案，需要筹划：资金分配、人员调配、地质勘探、路向选择、材料购置、施工进度等。
从系统设计的思路出发，怎样理顺这些关系？
（1）需求分析
在哪些场合要用手电筒？
晚上上下楼梯、家里意外停电、无路灯情况下行夜路等
既然有需求，就有设计产品的必要，通过需求分析可以确定设计目标，寻求设计思路。
二、系统设计实例1
1．手电筒照明供电部分的设计
（2）设计目标和要求分析
无路灯情况下行夜路的手电筒
应当电力充足，持续时间长，要不然半路上会没电。
学生晚上上下楼梯用的手电筒
应当小巧，方便携带，照明时间一般不需要很长。
要求：性能稳定，使用安全，环保，使用成本低等
（3）对手电筒的系统组成分析
外壳、开关、电珠、聚光镜、电源及一些附件
电源通过导线驱动灯泡发光，发光时间有赖于电源的能量又和灯泡的功率有关；手电筒的亮度则取决于灯泡的功率、发光功率以及灯泡和电源的匹配。
照明：
亮度不需要太亮，最好能省电；
供电：
电源虽然功率不要求大，最好寿命长一点
照明系统：灯泡、灯座、聚光镜等
供电系统：电源、开关、导线等
（4）设计方案
方案A：设计电路图，用灯泡、干电池、电线、开关组成电路，使灯泡发光
方案B：设计电路图，用灯泡、纽扣电池、电线、开关组成电路，使灯泡发光。
方案C：设计一个自发电手电筒。利用小型手动发电装置提供电源来驱动小电珠发光。
手动装置
发电装置
小电珠
（5）对几种方案进行评价，确定方案
方案A：
结构简单，亮度高；
发光效率低比较费电，电池易变质，泄露化学有毒物，容易忘记购买新电池。
方案B：
结构简单，体积最小，携带方便，工作电流小，省电，发光效率高；
但电池电量不足，工作时间短，经常要换新的纽扣电池，使用成本也比较高。
方案C：
自发电手电筒不用买电池，使用成本低；不会出现电池耗尽而用不了的情况，比较可靠；不用电池就不会造成环境污染，比较安全环保。
（6）对自发电手电筒的设计优化
采用LED灯，增加亮度，提高发光效率
增加电池盒，需要时放个小的锂电池，可作为备用电源
防水防摔设计
亮度可调节
2．家庭电路系统的设计
某家庭有如下一些日用电器，试设计其电路系统。 照明电灯 4盏 共160W 电视机 1台 70W 电冰箱 1台 110W 空调器 1台 400W 洗衣机 1台 200W 电熨斗 1台 300W 抽油烟机 1台 60W
二、系统设计实例2
（1）分析系统设计要求 共有七类用电器，总电功率为1300W，要求各用电器能够安全正常工作。—般家用电器的电源电压为220V。
（2）确定系统的设计方案 电表和总开关各作为一个元素，七类用电器也各作为一个元素。 方案①若该家庭的电表为10A，它允许的最大电功率P=U×I=220×10=2200(W)。总电功率为1300W的用电器完全能够安全使用。 可采取下图的电路系统设计。
方案②若该家庭的电表为5A，它允许的最大电功率为P=U×I=220×5=1100（W）。总电功率为1 300W的用电器超出了允许的最大电功率，如果仍按照以上设计，用电器将无法工作。换句话说，发生了矛盾冲突，需要加以解决。
研究一下各用电器的功率，不难发现其中有两个用电器功率较大，分别是空调器（400W）和电熨斗（300W）。家用电熨斗并不需要随时使用，家用空调器主要是在夏季工作，如果将这两个用电器的使用时间错开，则用电器的总电功率低于允许的最大电功率（1100W）。为实现这一功能，电路系统中需增加一个双向开关进行控制。改进后的电路系统的设计方案如下图所示。
P91 练习1
方案1 增加窗口
方案2 错开放学时间
方案3 新建食堂
评价项目 方案1增加窗口 方案2错开放学时间 方案3新建食堂
成本投入状况 少 少 多
实施的速度 快 快 慢
管理的可行性 可行 较可行 有经费可行
技术的先进性 一般 一般 先进
技术实现的可行性 可行 可行 可行
可能产生的负效应 职工人数增多 影响学生正常时间就餐 投入较慢
整体效果 可行 较可行 较可行
系统与设计
系统的设计
奔驰防撞车系统
系统的分类
按人的干预情况
自然系统
人造系统
由哪几个子系统组成？
汽车系统
传动系统：离合器、变速器、万向传动装置和驱动桥等
方向系统：转向盘的转向器及转向传动装置等
制动系统：供能装置、控制装置、传动装置和制动器等
点火系统：蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等
（1）系统设计的一般步骤。
①将系统分解为若干个小系统
②确定各子系统的目标、功能及相互关系
③对子系统进行技术设计和评价
④对系统进行总体技术设计和评价
一、系统的设计
（2）含义
在系统分析的基础上，设计出满足预定目标的系统的过程。
一、系统的设计
系统设计的目的与要求
系统设计要从整体出发，以系统整体功能的最优为目的。
系统各部分之间的相互联系与相互作用。
系统设计要运用系统的思想综合考虑各部分之间的关联、冲突问题，注重各部分的横向、纵向联系。
系统设计方案的优化
首先从系统整体考虑优化，统筹兼顾，再在此基础上完善各部分的设计。
教学设计
一、系统的设计
（3）系统设计应考虑的主要问题。
——系统的整体功能
——系统的各部分之间的联系
——系统的整体优化
汽车电子安全系统
车道偏离警示系统
自动泊车系统
1.要实现的总体目标是安全、经济、快速地完成筑路工程。
2.要选择好筑路技术设计方案，如公路要越过两座山坡，是穿隧
道还是绕道行。
3.要考虑工期、人员、材料的具体安排方案，降低材料成本，减
少材料浪费，在不增加过多人员的前提下，提高工程进度等。
马上行动
为座落在山里的村庄策划一个筑路工程设计方案，需要筹划：资金分配、人员调配、地质勘探、路向选择、材料购置、施工进度等。
从系统设计的思路出发，怎样理顺这些关系？
（1）需求分析
在哪些场合要用手电筒？
晚上上下楼梯、家里意外停电、无路灯情况下行夜路等
既然有需求，就有设计产品的必要，通过需求分析可以确定设计目标，寻求设计思路。
二、系统设计实例1
1．手电筒照明供电部分的设计
（2）设计目标和要求分析
无路灯情况下行夜路的手电筒
应当电力充足，持续时间长，要不然半路上会没电。
学生晚上上下楼梯用的手电筒
应当小巧，方便携带，照明时间一般不需要很长。
要求：性能稳定，使用安全，环保，使用成本低等
（3）对手电筒的系统组成分析
外壳、开关、电珠、聚光镜、电源及一些附件
电源通过导线驱动灯泡发光，发光时间有赖于电源的能量又和灯泡的功率有关；手电筒的亮度则取决于灯泡的功率、发光功率以及灯泡和电源的匹配。
照明：
亮度不需要太亮，最好能省电；
供电：
电源虽然功率不要求大，最好寿命长一点
照明系统：灯泡、灯座、聚光镜等
供电系统：电源、开关、导线等
（4）设计方案
方案A：设计电路图，用灯泡、干电池、电线、开关组成电路，使灯泡发光
方案B：设计电路图，用灯泡、纽扣电池、电线、开关组成电路，使灯泡发光。
方案C：设计一个自发电手电筒。利用小型手动发电装置提供电源来驱动小电珠发光。
手动装置
发电装置
小电珠
（5）对几种方案进行评价，确定方案
方案A：
结构简单，亮度高；
发光效率低比较费电，电池易变质，泄露化学有毒物，容易忘记购买新电池。
方案B：
结构简单，体积最小，携带方便，工作电流小，省电，发光效率高；
但电池电量不足，工作时间短，经常要换新的纽扣电池，使用成本也比较高。
方案C：
自发电手电筒不用买电池，使用成本低；不会出现电池耗尽而用不了的情况，比较可靠；不用电池就不会造成环境污染，比较安全环保。
（6）对自发电手电筒的设计优化
采用LED灯，增加亮度，提高发光效率
增加电池盒，需要时放个小的锂电池，可作为备用电源
防水防摔设计
亮度可调节
2．家庭电路系统的设计
某家庭有如下一些日用电器，试设计其电路系统。 照明电灯 4盏 共160W 电视机 1台 70W 电冰箱 1台 110W 空调器 1台 400W 洗衣机 1台 200W 电熨斗 1台 300W 抽油烟机 1台 60W
二、系统设计实例2
（1）分析系统设计要求 共有七类用电器，总电功率为1300W，要求各用电器能够安全正常工作。—般家用电器的电源电压为220V。
（2）确定系统的设计方案 电表和总开关各作为一个元素，七类用电器也各作为一个元素。 方案①若该家庭的电表为10A，它允许的最大电功率P=U×I=220×10=2200(W)。总电功率为1300W的用电器完全能够安全使用。 可采取下图的电路系统设计。
方案②若该家庭的电表为5A，它允许的最大电功率为P=U×I=220×5=1100（W）。总电功率为1 300W的用电器超出了允许的最大电功率，如果仍按照以上设计，用电器将无法工作。换句话说，发生了矛盾冲突，需要加以解决。
研究一下各用电器的功率，不难发现其中有两个用电器功率较大，分别是空调器（400W）和电熨斗（300W）。家用电熨斗并不需要随时使用，家用空调器主要是在夏季工作，如果将这两个用电器的使用时间错开，则用电器的总电功率低于允许的最大电功率（1100W）。为实现这一功能，电路系统中需增加一个双向开关进行控制。改进后的电路系统的设计方案如下图所示。
P91 练习1
方案1 增加窗口
方案2 错开放学时间
方案3 新建食堂
评价项目 方案1增加窗口 方案2错开放学时间 方案3新建食堂
成本投入状况 少 少 多
实施的速度 快 快 慢
管理的可行性 可行 较可行 有经费可行
技术的先进性 一般 一般 先进
技术实现的可行性 可行 可行 可行
可能产生的负效应 职工人数增多 影响学生正常时间就餐 投入较慢
整体效果 可行 较可行 较可行