3.3 系统优化-【新教材】2020-2021学年地质版（2019）高中通用技术必修《技术与设计2》课件

第三节系统优化 教材p80-p87 问题思考 如何确保运动会在有限的时间内多个项目高效顺利地进行? 作为一个系统，通常会有这样或那样的问题，如效益不佳，或是投入的人力、物力、财力不是最小，或是某种性能不理想，等等。因此，系统需要改善，改善就是优化。那么,什么是系统优化?影响系统优化的因索有哪些?怎样才能做到系统优化? 一、什么是系统优化 所谓优化，就是要在给定的约束条件下确定优化目标，找到某种方案去求解问题，并得到最优效果。这种问题，称为优化问题;这种方案，称为优化方案。 优化，可以是最小化的优化，也可以是最大化的优化。两者的本质是相同的，即优化。 在求解优化问题时，一是要清楚需要优化的目标是什么﹔二是要清楚问题潜在的一些约束因素是什么。 优化是人类在社会生活和生产中不可避免会遇到的一类问题。在人类历史发展进程中，人类一直在不断摸索求解优化问题的方法并积累了丰富的经验，经过长期的实践，优化已经形成了一门学科。 (一）系统优化的实例之一——建造隔音墙改善车流噪声污染 1.问题——车道附近噪声污染严重 经查有关资料得知，车道(特别是高速车道)上的车流所发出的噪声，可高达80 dB.它直接影响附近的人群，如影响学校上课的效果，还对师生的健康造成伤害。因此，消除或有效减轻噪声污染,成为优化学校等大环境系统的重要课题。 2.选择合适的优化方法——建隔音墙 消除或有效减小车流噪声污染有多种方法，如降低车体本身的噪声，让车流在此路段减速以降低噪声，让车道远离学校等，这些方法或不切实际或难以实施。因此,在车道靠学校或其他重要建筑的一侧修建隔音墙，是一种有效又可行的方法。隔音墙如图3-18 3.建隔音墙的技术要点 噪声是通过声波形式向四周传播的。利用隔音墙，可以将噪声反射至上空，以保护附近人群。因此,隔音墙的作用本质是改变噪声的传播途径,以达到改善道路两侧环境的目的。那么，隔音墙需要建多高、多长?采用什么样的几何形状?使用什么材料?这些都是要经过定量计算与分析后方可确定的工程技术问题，一般要考虑以下技术要点﹔ (1)具体测量噪声严重程度。 (2）建立隔音墙防噪声的数学模型及墙体参数关系条件，求其数学解。 (3）从系统优化的角度考虑，要做到投入最小和效果最好。 (4）做必要的验证试验，如计算机仿真等。对于我们来说，当前要重点考虑的是其中的(1)和（2)。 4.实施优化 对于隔音墙的实