3.3 系统设计的优化与实现 课件-2024-2025学年高中通用技术苏教版(2019)必修《技术与设计2》

第三单元 系统及其设计 一 系统及其特性 二 系统分析与设计 三 系统设计的优化与实现 申鉴•时事 《申鉴•时事》中记载：“语有之曰：‘有鸟将来，张罗待之，得鸟者一目也。今为一目之罗，无时得鸟矣。’”此人用“一目之罗”的方式自然是一只麻雀也捕不到的，因为，单个网眼不具备整张网所具有的捕雀功能。 在我们的生活和学习中，如果不用整体的、相互联系的系统观点去解决问题，就会犯与此人同样的错误。 PART THREE §Ⅲ 系统设计的优化与实现 任务一 优化系统设计的方案 任务二 实现校园雨水收集与利用系统的设计方案 走进情境 同学们通过系统的设计分析与讨论，基本形成了多个比较成熟的设计方案，并就满足学校实际需求、加工制作过程较为简单等方面进行了雨水收集系统的优化与实现。 我们做任何事情都希望达到最优的效果。如希望以最小的成本获得最大的利润，在最短的工期内完成最多的工程量，以最少的能耗生产最多的产品，在单位面积上尽可能提高农业产量等。 任务一 优化系统设计的方案 任务一 优化系统设计的方案 农作物的生长特性、天气、气候等因素 套种的技术水平、套种的田间管理、病虫害防治等 系统的优化指在给定的条件（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）。不同的目标对应着不同的优化结果。 目标函数在上例中，优化的目标是增产增收和提高土地利用率，这一目标与土地的单位面积农作物收益总和之间的关系。 约束条件 影响因素 通常，我们通过优化的目标与决策变量之间的关系（数学模型），计算出目标值，所得到的就是最优解。对有些问题，如果我们不能确切地描述目标函数，则可以通过定性的估计或推断，得到较为满意的解（也称满意解）。 案例分析 任务一 优化系统设计的方案 为使系统达到最优的目标而提出的求解方法称为最优化方法。系统优化的方法是多样的，有的运用数学模型求解，有的通过科学的估算、试验等方法实现。但无论运用怎样的优化方法，都需要经过若干次完善和验证，才能得出最优解或满意解。 任务一 优化系统设计的方案 马上行动 方案 优点 缺点 方案1 楼面和屋面雨水收集系统各自独立运行，各自发挥功能，简单易行。 要投入两套雨水净化与存储子系统，重复建设，成本较高，且不能相互补水 方案2 楼面和屋面雨水收集系统共同收集雨水，汇合到中央处理系统统一处理，统一调配使用。 所有的雨水汇合收集，需要附加设施把地处的水泵到高处，汇到一起，用于楼房、绿地、水池供水。 方案3 利用收集到的雨水，在系统中附加了水力发电子系统，即利用水的势能发电还能供水，实现效益最大化 需要把低处的地面的水，泵到高处储水装置，才能利用水的势能发电。 案例分析 任务一 优化系统设计的方案 任务二 实现校园雨水收集与利用系统的设计方案 一般情况下，系统设计的实现应包括设计方案的呈现和模型或原型的制作与测试。 模型或原型的制作与测试包括实物模型的设计，加工图纸、加工材料和工艺的选择，加工制作过程及模型的最终呈现等，对模型的测试是对系统进行总体技术设计评价。 评价有多种形式，对于实体系统设计而言，就需要对模型或原型进行实际运行测试和评价。 任务二 实现校园雨水收集与利用系统的设计方案 马上行动 汇报人： 感谢您的观看 $$