福建省2023-2024学年学业水平考试复习知识点总结讲义

技术与设计 1 一、技术及其性质 1.技术的含义 技术是指人类为了满足自身和社会需要，遵循自然规律，在长期利用、控制和改造自然的过程中，积累起来的知识、经验、技巧和手段，是人类利用自然、改造自然、创造人工自然或人工环境的方法、手段和知识技能的总和。 2、技术的价值： （1）对人类的价值 技术是人类为满足自身的需求和愿望对大自然进行的改造。它具有保护人、解放人和发展人的作用 ［保护人］：技术为人提供了抵抗不良环境,防止野兽、病菌等侵害的手段和工具。 ［解放人］：人依靠技术解放或延长了自己的手、脚、眼、耳、脑等身体器官,拓宽了活动空间,提高了劳动效率,增强了利用自然、保护自然、合理地改造自然的能力。 ［发展人］：技术促进人的精神和智力发展,使得人的创新精神和批判能力得到提高,思维方式发生转变,自我价值得以实现 3、技术对生活、生产、文化等方面的影响： 技术促进社会的发展。技术丰富社会文化内容。技术改变社会生活方式。是推动社会发展和文明进步的主要动力之一。 4、技术性质 技术的基本特性：目的性、创新性（技术革新和技术发明）、综合性（运用多种学科知识）、两面性、专利性 5、知识产权在技术领域的重要作用 知识产权是人们基于自己的智力活动创造的成果和经营活动的标记、信誉而依法享有的权利。狭义的知识产权包括著作权、专利权、商标权三部分。 专利的种类：发明专利（20年） 外观设计专利（10年） 实用新型专利（10年） 专利的特性:独占性、时间性、地域性（哪国申请受哪国保护）  专利申请步骤：提交申请阶段→受理阶段→初审阶段→公布阶段→实审阶段→授权阶段 6、技术与设计的关系 ①设计是技术成果转化的桥梁和纽带。（例：白色污染和可降解餐具） ②设计促进技术的革新。 ③技术是设计的平台，没有技术作基础，设计将难以表现和实现。（例：早在16世纪达芬奇就设计了飞行器，但当时技术水平不够，导致飞行器难以实现） ④技术更新为设计提供更广阔的发展空间。（例：电灯发明之后，人们设计出了各种各样的灯泡） ⑤技术进步还促进人们设计思维和手段的发展。发展的技术不断丰富着人们的设计手段和方法。（例：计算机、打印机的发展改变了设计的手段） 技术设计侧重于功能、结构、材料、工艺等，艺术设计侧重于色彩、造型、审美等 二、设计过程 1．设计的一般过程： ①发现与明确问题、②制定设计方案、③制作模型或原型、④测试、评估及优化、 ⑤产品的使用和维护 2、问题是如何产生的 第一种：人类生存活动中必然会遇到的问题。来源于生活 第二种：由别人给出问题，设计者必须针对问题寻求解决方案。来源于需要 第三种：基于一定的目的由设计者自己主动发现，并试图解决。来源于你的主动积极发现 第一、第二种问题的提出往往比较明确，主要是针对一般的和已有的问题提出的，而第三种问题却是全新的，它需要我们积极主动的思考，需要我们细致入微的工作，需要我们独具慧眼的发现。这类问题的发展，一方面可以挑战和拓展我们的能力，另一方面也有可能更好地满足人们的需要，推进技术的发展和创新。 3、发现问题的一般方法： （1）观察日常生活（包括有意识观察和无意注意） （2）收集和分析信息（文献法，问卷调查法，询问法） （3）技术研究与技术试验 4、判断问题价值的方法： 判断一个问题是否有价值，必须从以下问题着手： ① 所提出的问题是否遵循了基本的科学原理。 ② 迄今为止，能否确认该问题尚未得到充分解决。 ③ 在调查的范围内，该问题是否有普遍意义，在更广的范围内，该问题是否有意义？ ④ 在多个问题同时发生时，该问题是否是主要问题？ ⑤ 现有的技术条件能否解决这个问题？技术发展以后呢？ ⑥ 解决该问题所需要的投入是多少？投入与产出的比是否理想？ 5、设计过程的设计要求和设计方案： （1）发现和明确问题：设计是技术发展的关键，从本质上说，设计是一个问题求解的过程。 （2）制定方案的步骤 ( 方案筛选 ) ( 方案呈现 ) ( 方案构思方案 ) ( 设计分析 ) ( 收集信息 ) 其中设计分析要根据设计要求，找出设计需要解决的主要问题，比如材料、结构、功能等。 6、方案设计中创新： 创新就是通过引入新概念、新思想、新方法、新技术等，或对已有的产品的革新来创造具有相当社会价值的事物或形式。创新是设计的核心。可以从原理、结构、技术、材料、工艺等方面进行考虑改进和突破，以实现创新的目标。要实现产品设计的创新，除了要最大限度地发挥人的智慧外，还应注意利用最新的技术成果和现代的设计理论和方法。 7、设计的一般原则： ①创新原则 ②实用原则 ③经济原则 ④美观原则 ⑤科学性原则 ⑥技术规范原则 ⑦可持续发展原则 ⑧安全性原则 创新是技术的核心。实用原则是最基本的原则，包括物理功能、生理功能、心理功能和社会功能（例：格雷夫斯水壶的设计）。经济原则是以最低的费用取得最佳的效果（例：卷纸设计成方形来减少空间，降低运输成本）。道德原则强调产品要考虑人、社会、环境的关系（例：假冒伪劣产品、有毒有害食品、窃取别人设计成果都是不符合道德原则）。技术规范是指产品需要统一的标准和规范（例：数码产品的USB接口、飞机统一的圆形窗户和其他行业标准等）。 8、设计一般原则的相互关系： 各种原则并不是各自独立的，它们之间往往相互联系、相互制约、相互促进、相互影响、相互渗透。具有一定的开放性。 9、设计产品相关信息的收集与处理： 我们通过对信息的收集、检索和分析，往往可以发现有些有价值的问题；通过问卷调查、询问访谈等方式进行信息的收集，也会有惊人的发现。我们把对已有文献信息进行收集、分析的方法称为文献法；把问卷的方式进行实际调查，获取信息、发现问题的方法称为问卷调查法；把以询问的方式收集和获取信息、发现问题的方法称为询问法。其中，询问法包括直接询问法、间接询问法、集体询问法、家庭走访询问法、个别询问法。采用询问法不仅可以发现问题，而且可以了解问题产生的原因 ( 设计对象受到成本、环境等限制（ 工程设计等都要有一定的预算） )10、设计要求、标准和限制： ( 设计对象具有不同的特点，设计标准有所不同 （门锁和玩具） ) ( 限制 ) ( 设计对象的特点和问题解决的标准 ) ( 主观条件，是否具有解决问题所需的知识和技能（ 专业人员和中学生） ) ( 设计者的技术能力和条件 ) ( 客观条件，要消耗一定的人力、物力、财力以及时间等（ 材料资料仪 器设备） ) 11、产品设计分析的三个要素： 产品设计的三要素：物 、人 、环境 一般设计需要考虑的主要因素： 功能、结构稳定、安全可靠、成本适当、易于制作等 12、设计方案的常用构思方法： 方案的构思是指人们在一定的调查研究和设计分析的基础上，通过思考将客观存在的各要素按照一定的规律架构起来，形成一个完成的抽象物，并采用图、模型、语言、文字等方式呈现思维过程。 方案构思的主要方法：①草图法 ②模仿法（例：仿生技术）③联想法 ④奇特性构思法 13、根据设计要求选择合适的材料和标准件： 1.标推件:经优选、简化、统一并给以标准代号的零件或部件。 2.标准件的类型:紧固件、连接件、密封件、滚动轴承、滚针轴承、螺孔和型材。 3.使用标准件的优势:既可以简化制作过程,又能实现通用通换。 14、对设计方案进行比较和权衡： 对方案进行评判和比较，要从设计的目的出发，针对一些相互制约的问题进行权衡和决策，选出较为满意的方案或集中各方案的优点进行改进。首先要满足对基本功能的要求，其次保证安全性，在此基础上考虑稳定性和耐久性，最后综合考虑加工难易程度、成本及环保性。 考虑的方面：实用、美观、创新、稳定性、安全性、环保性、加工难易程度、经济成本，等 15、工艺的含义：利用工具和设备对原材料或半成品进行技术处理，使之成为产品的方法 工艺的种类：机械加工工艺、热处理工艺、木工工艺、钳工工艺、铸造工艺、锻造工艺、冲压工艺、热切割工艺、金属材料热处理工艺、表面涂覆处理工艺 工艺的一般过程：备料--形成坯件--零件加工--部件制作--总装配--表面涂饰 16、螺纹的加工方法 螺纹类别 加工工具 加工方法 加工流程 内螺纹 丝锥 攻丝 孔底倒角 选择丝锥 装夹工件 攻丝 外螺纹 圆板牙 套丝 倒角 选择板牙 装夹工件 套丝 17、金属表面处理 方法 工序 表面刷光 清除毛刺和铁屑 用丝锉锉平表面 用精细金刚砂纸打磨 喷涂油漆 喷涂防锈漆 喷油漆 镀层 用电解等方法在金属表面涂上一薄层抗氧化金属材料 18、金属材料的划线、锯割、锉削和钻孔的加工方法 工艺 加工方法或流程 划线 步骤：基准线 加工尺寸线 轮廓线 冲眼 锯割 锯条安装： 锯齿朝前 2.锯条松紧适中 3.右手满握锯柄、左手轻扶在锯弓前端 起锯的操作要领： 从工件远离自己的一端锯起 左手大拇指贴住锯条 起锯角要小，一般15°左右 锯程要长，压力要小 工艺 加工方法或流程 锉削 工具图示 名称 适用情况 圆锉 锉圆孔、半径较小的凹弧面和椭圆面 平锉 锉平面、外圆面和凸弧面 半圆锉 锉凹弧面和平面 方锉 锉方孔、长方孔和窄平面 三角锉 锉内角、三角孔和平面 钻孔 步骤：划线定位 装夹工件 装夹钻头 钻孔 安全操作警示： 二要：要集中注意力；要戴防护眼镜 二不：不准带手套；不能用手直接扶持小工件、薄工件 19、木材的锯割加工方法 工艺 加工方法或流程 划线 工具：木工铅笔、木工角尺 流程：基准线 加工尺寸线 轮廓线 加工 手工锯割 工具：板锯、框锯、钢丝锯 操作要领： 1. 开始时要用大拇指的指甲做引导 2. 正常起锯要有节奏 3. 尽量使2/3的锯齿参与操作 4. 框锯的锯齿必须朝前，而钢丝锯锯齿朝向自己 电动锯割 工具：曲线锯、圆锯机 操作要领： 锯割时必须对着加工尺寸线，及时调整 20、产品说明书或用户手册的作用与一般结构 作用：（1）说明书是指导消费的行动指南。指导用户选择产品、帮助用户了解产品 （2）用户掌握产品的操作程序、维护保养，了解维修保养的规定与途径，为达到科学消费的目的起到重要的作用。 （3）传播知识。它所包含的新知识、新技术，也为消费者所了解。 （4）宣传企业。树立企业榜样，兼有广告的作用。 一般结构： （1）标题 置于文首或封面。完整的标题由产品的商标、型号、货名以及“说明书”或“使用说明书”构成。 （2）正文 ①设计说明 主要介绍本产品与现有的同类产品相比，它的性能特点有哪些改善与提高，以及现有的性能特征、产品的技术参数。 ②使用说明 主要介绍本产品具体的、正确的操作使用方法。 ③注意事项 主要介绍在使用该产品的时候要着重注意的地方，或者是有可能产生的负面作用，以消除在使用时或使用后有可能带来的安全隐患。还应该包括出现意外情况时的应急解决方法和出现故障时的维修处理办法。 （3）标记 标记包括产品商标、厂家名称、地址、电话、邮编、代号或批准文号等。产品标记置于文末或封面的标题之下。 21、产品常用的服务途径 查阅说明书获取厂家服务的电话、服务网点等信息、打电话咨询或上网查找，获取服务信息、请教其他用户获取服务信息。 三、设计的交流 1、技术语言的种类及其应用 （1）技术语言是一种在技术活动中进行信息交流的特有的语言形式。（常见的有：图样、图表、模型等） （2）应用 ①技术图样:在呈现较复杂产品的设计方案及对设计进行详细说明和陈述时,使用技术图样比较合适②图表:包括表格、草图、效果图等,用以呈现设计的构思方案,激发灵感,对各种方案进行比较 ③计算机演示:使产品各部分的具体情况一目了然,并且可以现产品在使用或运行中的动作 2.简单的草图 (1)含义:草图也叫方案草图或设计速写,它能迅速捕捉和记录设计者转瞬即逝的创作灵感,表达设计创意,是把设计构思转化为现实图形的有效手段之一 (2)分类 ①构思草图:是对设计者在设计过程中产生的设计想法的记录,以具体图形的形式记录和描绘设计者头脑中的诸多想法。 ②设计草图:是经过设计者整理、选择、修改和完善的草图,是一种正式的草图方案。草图的绘制是本专题的重点及难点,平时学习时应多练习,并收集一些常见的实现高度可调、可固定、可折叠和可拆卸等功能的方案及立体图画法 3、简单的效果图 在识图时要注意从整体上把握产品的形态、功能和特征，要注意从中了解产品外观上的实际比例关系和色彩搭配及材质感，了解产品内部结构和色彩装饰效果。 4、制图标准P70页 制图标准：图纸幅面及格式（A0、A1、A2、A3、A4）、字体（长仿宋体、斜体）、比例、图线（粗实线、细实线、细虚线、细点画线）、尺寸标注（尺寸数值、尺寸线和尺寸界线） 四、设计的评价 1、技术试验的阶段 技术测试一般存在于生产过程的三个阶段中 ①生产施工前的测试：如材料的性能测试、原料的质量检测、建筑工程的测量准备等 ②生产施工过程中的测试：如加工零件的尺寸与形状检测、部件的组合质量与功能测试、工程的施工质量检查、食品药品的配料成分检测等 ③生产成品的测试：包括各方面的质量、功能和性能的测试等 2、简单的技术测试方法 ①对两种不同型号电池进行性能测试 ②材料的抗弯强度测试 ③木纹的横向和竖向抗剪强度比较测试 3、技术试验的常用方法： (1)优选试验法:运用数理统计的方法,选定若干次典型意义的试验,逻辑地推出全部试验所达到的最佳效果。（例：不同品种水稻的对比试验等。） (2)模拟试验法:通过再现的形式来模拟现实发生情况的方法（例：汽车碰撞试验；大坝水利试验等。） (3)虚拟试验法:利用计算机来虚拟现实中的技术设计原型并进行试验的方法（例：计算机虚拟火星探测器模拟登陆动画等。） (4)强化试验法:通过扩大和强化试验对象的作用,以提高试验效率的方法（例：砖块等施工材料的抗压试验、耐火试验） (5)移植试验法:在相互具有差异的事物之间,将某些共同相关的因素从一物移植到另一物进行试验。（例：橘子从长江以南移植到长江以北的种植试验。许多生物领域的试验。） 4、技术试验的实施与报告的写作 技术试验的实施步骤：制定试验计划、抽取样本、进行试验、分析数据、得出结论 技术试验试验报告：试验项目、试验目的、试验准备、试验步骤、试验记录、试验总结 技术与设计2 一、结构与设计 1.结构的概念 结构是指物体的各组成部分之间的塔配和排列。确定的塔配和排列央定了物体的性质和形态。结构的各组成部分，通常称为构件。 2.结构的类型 实体结构（实心墙、大坝）。框架结构（铁架塔、建筑用脚手架，厂房的框架）。壳体结构（摩托车手的头盔、飞机的外壳、贝壳）。 3.结构强度的概念 结构的强度是指结构具有抵抗被外力破坏的能力 4.影响结构强度的因素 ① 结构的形状 ②使用的材料 ③构件之间的连接方式 5.结构稳定性的概念 指结构在荷载的作用下，维持原有平衡状态的能力 6.影响结构稳定性的因素 ① 结构的形状 ②使用的材料 ③构件之间的连接方式 结构构件的连接通常有两类：铰连接——被连接的构件在连接外不能相对移动，但可相对转动。如：门与门框的连接刚连接——被连接的构件在连接处既不能相对移动，也不能相对转动。如：榫接、胶接、焊接 7.结构设计 （1）结构设计应考虑的主要因素 符合使用者对设计对象的稳定性和强度要求，安全因素，公众和使用者的审美需求，使用者的个性化需要，对设计对象的成本控制要求和一定的使用寿命等 （2） 简单结构的设计 ①设计项目——②设计要求——③设计分析——④设计方案——⑤呈现草图 8.结构的欣赏 （1）结构的实用性 优秀的结构设计不仅表现在结构的实用功能上，也表现在形式上，特别是功能与形式的统一上。 （2）经典结构设计的欣赏与评价 技术角度与文化角度两个角度进行。 技术角度：使用功能、稳固耐用、造型设计的创意和表现力、材料合理性、工艺精湛程度等。 文化角度：文化寓意与传达，美学原则，反映时代、民族、习俗方面特征，个性特征等。 9.构件的几种基本受力形式 （1） 拉力---物体所承受的拉拽力 （2） 压力---挤压物体的力 （3） 剪切力--两个距离很近大小相等，方向相反，且作用于同一物体上的平行力 （4） 扭转力--反方向向物体两端均匀施力，使物体发生扭转形变的力 （5） 弯曲力--作用于物体使它产生弯曲的力 二、流程与设计 1.流程 （1）流程、时序、环节的含义 流程是一项活动或一系列连续有规律的事项或行为进行的程序。包含环节与时序。 流程中工序的作业方式——串行和并行。 时序：时间上的先后顺序，称为时序。 （例：买票→ 候车→检票→上车。） 环节：活动或事件在其发展的过程中，依据某种特征或方式，可将该过程分解为若干个小过程，称这些小过程为环节。 （2）流程对生活工作、生产的意义 对生活工作：提高工作和学习的效率，使我们生活变得有序、合理，为我们的安全提供保障。 （例：洗衣、煮饭与烧菜的流程安排、碘盐和味精佐料的加放流程、青霉素注射流程等） 对生产：运用科学合理的流程可以有效地组织生产、提高生产效率、保证产品质量、保证安全生产、保护环境等。 （例：自动流水生产线的发明、农业庄稼的种植流程） 流程中工序的作业方式——串行和并行。 上一道工序完成之后才能进入下一道工序——串行。 几项工作同时进行——并行。 2.常见的流程表达方式（流程图）： 流程图有方框、文字表达、表格表达、图示表达、模型表达、动画演示等。 3.流程图的识读和分析： 识读流程图的要点： ⑴找流程的环节，明确每个环节的功能和作用； ⑵弄清流程中时序的体现与特征； ⑶流程是技术的核心概念之一。 不同的流程，产生的效益往往不同，“理解流程就是质量”、“流程就是效益”等 4.流程设计中应考虑的基本因素 材料 工艺 设备 人员 资金 环境 材料：不同的材料有不同的加工处理方法。 工艺：不同产品的工艺要求各异，流程设计也不同。 设备：生产设备的水平往往决定了流程的自动化水平。 人员和资金：不同的技术水平和必要的资金影响生产的过程、质量和周期。 环境：关注生产过程对环境的污染以及环境对生产的反作用。 5.流程设计的一般步骤（见右图） 6.流程优化 （1）流程优化的概念及目的 在设计和实施流程的过程中，经常需要进行不断的修改和完善，这种对流程修改的过程，叫做流程的优化。 目的：提高工作效率、降低成本、降低劳动强度、节约能耗、减少环境污染、保证安全生产等。 （2）流程优化的内容 工期优化、工艺优化、成本优化、技术优化、质量优化 （注：工期优化目的是为了缩短加工时间。主要手段是在不改变工艺的条件下，将某些环节的串行改为并行） （3）流程优化的条件 ⑴内部条件：对流程内在机理的深入了解。 （例：对洗涤原理的了解，就会在流程中安排两次漂洗） ⑵外部条件：流程优化要建立在“设备”、“材料”、“工艺”水平提高的基础上。 （例：只有在具备锻压设备时，才可能将法兰盘的加工改为少量切削加工） ⑶人员技术水平的提高。 （4）流程优化过程所应考虑的主要问题 对一个流程的优化，可以是整体的全面优化，也可以是对某一个指标进行优化。经常会有这样的情况发生：某一个指标得到了优化，而使另外的指标下降了。比如，技术优化，可能使成本提高。成本优化了，也可能使质量下降。因此，在进行流程优化时，要综合平衡，以取得整体优化的成效。 3、 系统与设计 1.系统的含义 概念：系统是由相互联系、相互作用、相互以来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。 构成系统必须具备的三个条件： （1）至少要有两个或两个以上的要素（部分）； （2）要素（部分）之间互相联系、互相作用，按照一定方式形成一个整体； （3）整体具有的功能是各个要素（部分）的功能中所没有的。 2.系统的分类 （1）自然系统和人造系统。 （2）实体系统和抽象系统。（3）开放系统和封闭系统 （4）静态系统和动态系统 3.系统的基本特征 (1)整体性（全局、集合）：——侧重于“部分影响整体”。是系统的最基本的特性，也是观察和分析系统最基本的思想和方法。 系统是一个整体，它不是各个要素（部分）的简单相加，系统的整体功能是各要素（部分）在孤立状态下所没有的。 系统的整体功能大于组成系统的各部分的功能之和。 (2)相关性（匹配、关联）：——侧重于“部分与部分之间的关联” 构成系统的各元素之间是相互联系、相互作用、相互依赖、相互影响的关系，是彼此相关的。 (3)目的性（功能）： 任何系统都具有某种目的，都要实现一定的功能，这是区别不同系统的主要标志。 (4)动态性（更新）： 物质都是不断变化，因此系统是一个动态的系统，处在运动变化和发展之中。 (5)环境适应性（自适应）： 系统都存在于一定的环境之中，并不断的与外界环境进行物质的能量的和信息的交换，系统必须适应外部环境的变化。 4.系统的分析 （1）系统分析及其一般步骤 系统分析一般是从系统的整体功能出发，全面地思考与解决问题。 系统分析的目标：发挥系统的功能，实现系统的目标。 系统分析采用的方法：运用科学的方法对系统加以周详的考察、分析、比较、试验。 系统分析产生的结果：拟订一套有效的处理步骤和程序，或对原系统提出改进方案。 ( 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 )（2）系统分析的一般步骤 （3）系统分析的主要原则 整体性原则 系统分析首先要着眼于子系统整体，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。 科学性原则 系统分析一方面要有严格的工作步骤，另一方面应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用说服力。 综合性原则 系统分析时还要注重综合性原则，要综合分析，统筹兼顾，不可顾此失彼，因小失大。 5.系统优化 在给定的条件（或约束条件）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）。 约束条件：对系统起限制作用的，并且是不可人为调节的。 影响因素：是指对系统的目标产生显著影响，并且可以人为调节的因素。 6.系统设计 ——系统设计是在系统分析的基础上，设计出满足预定目标的系统的过程。它包含对某个系统进行技术设计，同时需要运用系统的思想和方法对其设计过程进行分析、设计。 （1）系统设计应考虑的主要问题 A、系统设计的目的与要求 要从整体出发，以系统整体功能的最优为目的。 B、系统各部分之间的相互联系与相互作用 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。 C、系统设计方案的优化 先从整体考虑优化，统筹兼顾，再在此基础上完善各部分的设计。 四、控制与设计 1.控制的手段与应用 （1）控制的含义 人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展，这就是控制。 ( 按人工干预来分：人工控制、自动控制 按执行部件来分：机械控制、气动控制、液压控制、电子控制 ) （2）控制的手段： （3）控制的应用： a生活：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，使之满足人们的需要。 b生产：生产中往往需要对温度、湿度、压力、速度及加工动作等进行控制，控制在生产中得到了极为广泛的应用。 c军事国防：控制在军事、国防等领域也有着广泛的应用。 2.控制系统的工作过程与方式 （1）简单开环控制系统的基本组成和工作过程 概念：控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响的控制系统。 例：红绿灯定时控制系统、防盗报警控制系统、火灾自动报警系统、公园的音乐喷泉自动控制系统、红外线自动门控制系统、普通电风扇风速控制系统、可调光台灯控制系统等。 特征：系统的输出量仅受输入量控制，输入量到输出量之间的信号是单向传递。 方框图： 输入量：控制系统的给定量。 控制器：对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件。 执行器：直接对被控对象进行控制的装置或元件 控制量：执行器的输出信号。 被控对象：控制系统中所要控制的装置或生产过程 输出量：控制系统所要控制的量。 （2）闭环控制系统的基本组成 概念：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。 例：供水水箱的水位自动控制系统、加热炉的温度自动控制系统、花房温度控制系统、投篮、 家用电饭锅保温控制系统、家用电冰箱温度控制系统等。 基本组成：与开环控制系统相比，闭环控制系统多了检测装置、比较器。 （3）闭环控制系统的方框图：  （4）控制器和执行器的作用： 控制器：对输入信号（偏差值）进行运算处理，并发出控制命令。 执行器：根据指令对被控对象直接控制。 3.闭环控制系统的干扰与反馈 （1）干扰因素： 在控制系统中，除输入量（给定值）以外，引起被控量变化的各种因素称为干扰因素。 有的干扰因素是环境造成的，如影响自行车行驶速度的变化的自然风等； 有的干扰因素是人为原因所致，如影响飞机导航信号的手机信号等。 （2）反馈的含义： 控制系统中，将输出量通过适当的检测装置，返回到输入并与输入量进行比较的过程，就是反馈。 例：投篮、自动电水壶 （3）反馈环节的作用： 通过将输出量通过适当的检测装置，返回到输入并与输入量进行比较，从而减少输出量的偏差，稳定输出量。 4.闭环控制系统的工作过程： （1）闭环控制系统的核心是通过反馈来减少被控制量（输出量）的偏差。 （2）工作过程： 由于干扰因素的存在，系统的被控量偏离给定值时；闭环控制系统中的反馈环节能及时检测出被控量的值，并迅速反馈到输入端，与给定值进行比较；控制器根据比较得到的偏差信号进行调节，从而是系统的被控量接近给定值，达到精确控制的目的。 例：供水水箱的水位自动控制系统、加热炉的温度自动控制系统 5、功能模拟方法：a 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，就是功能模拟方法。 黑箱方法：a 把将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，就是黑箱方法。 例：通过输入图像、电或声音信号，观测、分析脑电波的输出反应，研究人脑对视觉或听觉信息的传递、变换和处理功能，得知人脑内部结构的细节，就是黑箱方法的运用。 6、开环控制系统与闭环控制系统的比较： 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。 闭环控制系统设计比较麻烦，结构相对复杂，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采用的一种方式，用于要求高精度和高可靠性的场合。 - 9 - 学科网（北京）股份有限公司 $$