高二通用技術-通用技術技術與設計2復習綱要-蘇教版

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上技術與設計2復習綱要第一章：結(jié)構(gòu)與設計（一）、常見的結(jié)構(gòu)的認識：一、結(jié)構(gòu)（structure)是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列。1、自然界：天體結(jié)構(gòu)、植物的結(jié)構(gòu)、動物的結(jié)構(gòu)例：生產(chǎn)生活中還有哪些產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)是受到自然界事物結(jié)構(gòu)的啟發(fā)而產(chǎn)生的？如：鋸子（植物的葉）潛水艇（魚）雷達（蝙蝠）等2、技術領域：汽車的結(jié)構(gòu)、微機的結(jié)構(gòu)、數(shù)字控床的結(jié)構(gòu) （案例： 魁北克大橋的坍塌P4）3、社會領域：教育管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、通用技術的學科結(jié)構(gòu)、課堂教學結(jié)構(gòu) 二、結(jié)構(gòu)與力1、內(nèi)力：當一個結(jié)構(gòu)受到外力作用時，內(nèi)部各質(zhì)點之間的相互作用會發(fā)生改變，產(chǎn)生一種抵抗的力，稱為內(nèi)力。應力：是構(gòu)件

2、的單位橫截面上所產(chǎn)生的內(nèi)力。用公式表示應力為：= F/s , 其中 ,F 是內(nèi)力 ,S 是受力面積 , 是應力。2、構(gòu)件的基本受力形式： 拉力：物體所承受的拉拽力 壓力：擠壓物體的力剪切力：兩個距離很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物體上的平行的力 扭轉(zhuǎn)力：反方向向物體兩端均勻施力，使物體發(fā)生扭轉(zhuǎn)形變的力彎曲力：作用于物體，使它產(chǎn)生彎曲的力三、結(jié)構(gòu)的分類物體結(jié)構(gòu)形態(tài)在受力時承受和傳遞力的方式差別分為：實體結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu) ，殼體結(jié)構(gòu)1、實體結(jié)構(gòu)-通常是指結(jié)構(gòu)體本身是實心的結(jié)構(gòu)。受力特點：外力分布在整個體積中。主要承受壓力如墻壁、柱子、實心球等等2、框架結(jié)構(gòu)-通常是指結(jié)構(gòu)體本身由細長的構(gòu)件組成

3、，支撐空間卻不充滿空間。如窗戶、畫框、房子的架構(gòu)等等框架結(jié)構(gòu)受力特點：實體結(jié)構(gòu)是通過條狀物的連接來承受荷載，可以承受壓力和拉力3、殼體結(jié)構(gòu)-通常是指層狀的結(jié)構(gòu)。如貝殼、頭盔、汽車飛機的外殼等等殼形結(jié)構(gòu)受力特點：外力作用在結(jié)構(gòu)體的表面上（殼形結(jié)構(gòu)是通過殼形來傳遞力和承受荷載，特別是當頂部受到壓力時，它能將力均勻擴散）。（二）、穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的探析一、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)在負載的作用下維持其原有平衡狀態(tài)的能力。它是結(jié)構(gòu)的重要性質(zhì)之一。影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素有多種，主要有重心位置的高低、結(jié)構(gòu)與地面接觸所形成的支撐面的大小和結(jié)構(gòu)的形狀等。1、結(jié)構(gòu)的重心（獨腳茶幾為重心降低，以提高穩(wěn)定性）。2、結(jié)構(gòu)的底

4、座（建筑、橋梁這類大型的固定結(jié)構(gòu)，底座越大越堅實，穩(wěn)定性越好）。3、結(jié)構(gòu)的形狀（照相機的支撐架常使用三角架而不用其他形狀）二、結(jié)構(gòu)的強度結(jié)構(gòu)的強度是指結(jié)構(gòu)具有的抵抗被外力破壞的能力。1、影響結(jié)構(gòu)強度與結(jié)構(gòu)的形狀、使用的材料、構(gòu)件之間的連接方式等因素有密切的關系。2、三角形是框架結(jié)構(gòu)中最基本的形狀之一，它結(jié)實、穩(wěn)定，所有材料最少。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接通常有以下兩類：a、鉸連接：被連接的構(gòu)件在連接處不能相對移動，但可相對轉(zhuǎn)動，具體有松螺栓、松鉚等，如折疊傘傘骨間的連接、門與門框的連接等。b、剛連接：被連接的構(gòu)件在連接處既不能相對移動，也不能相對轉(zhuǎn)動，具體有榫接、膠接、焊接等，如固定鐵床架的連接、不可移動

5、的桌腿與桌面的連接等。不同的材料有不同的連接方式。構(gòu)件的連接方式不同，結(jié)構(gòu)的強度也不同。3、結(jié)構(gòu)與功能（案例：自行車的結(jié)構(gòu)與功能P21）三、簡單結(jié)構(gòu)的設計1、結(jié)構(gòu)設計應考慮的主要因素有：符合使用者對設計對象的穩(wěn)定性和強度要求，安全因素，公眾和使用者的審美需求，使用者的個性化需要，對設計對象的成本控制要求和一定的使用壽命等。（教材P25）2、設計簡單的案例要求（參考：如：設計相框P26）：設計項目 設計要求 設計分析 設計方案 呈現(xiàn)草圖四、精典結(jié)構(gòu)欣賞賞析結(jié)構(gòu)設計作品，可從技術與文化兩個角度進行。技術的角度主要有：結(jié)構(gòu)的使用功能的實現(xiàn)，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固耐用，結(jié)構(gòu)造型設計的創(chuàng)意和表現(xiàn)力，材料使用的合理性

6、，工藝制造的精湛程度等。文化的角度主要有：結(jié)構(gòu)的文化寓意與傳達，公眾認可的美學原則，反映的時代、民族、習俗方面的特征，結(jié)構(gòu)的個性特征等。第二單元：流程與設計一、流程的涵義：1、流程的概念：流程是一項活動或一系列連續(xù)有規(guī)律的事項或行為進行的程序。任何流程都反映了一定的時序，體現(xiàn)出一定的環(huán)節(jié)。環(huán)節(jié)：活動或事件在其發(fā)展的過程中，依據(jù)某種特征或方式，可將該過程分解為若干個小過程，稱這些小過程為環(huán)節(jié)。如：切種、布種、掩種環(huán)節(jié)，沖片和印片環(huán)節(jié)等。時序：過程的經(jīng)歷中，各環(huán)節(jié)按照一定的時間順序先后出現(xiàn)、完成。這種時間順序關系，稱為時序。時序體現(xiàn)了具體活動內(nèi)容的先后關系，在這種先后關系中，有些步驟之間的時序是可

7、以顛倒的，不些不可顛倒。2、流程的表達（流程圖）：依據(jù)流程的性質(zhì)及人們的表達習慣，流程圖有文字表達、表格表達、圖示表達、模型表達、動畫演示等。二、流程的分析：1、生活與流程：科學合理的流程，可以指導我們正確地做事，提高工作和學習的效率，是我們的生活變得有序、合理，為我們的安全提供保障（例洗衣、煮飯與燒菜的流程安排，碘鹽和味精佐料的加放流程，青霉素注射流程等）。2、生產(chǎn)與流程：運用科學合理的流程可以有效地組織生產(chǎn)、提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量、保證安全生產(chǎn)、保護環(huán)境等。流程中工序的作業(yè)方式串行和并行。上一道工序完成之后才能進入下一道工序串行。幾項工作同時進行并行。3、簡單流程圖的識讀：識讀流程圖的

8、要點： 找流程的環(huán)節(jié)，明確每個環(huán)節(jié)的功能和作用； 弄清流程中時序的體現(xiàn)與特征； 流程是技術的核心概念之一。不同的流程，產(chǎn)生的效益往往不同，“理解流程就是質(zhì)量”、“流程就是效益”等。三、流程的設計：1、流程設計的基本要求：提高效率。提高質(zhì)量。節(jié)省資源。安全生產(chǎn)。提高經(jīng)濟效益。提高管理水平。2、流程設計中的基本因素：生產(chǎn)活動中的流程設計的基本因素主要有材料、工藝、設備、人員、資金和環(huán)境等。不同行業(yè)的流程設計中考慮的基本因素各有差異。流程設計要依據(jù)事物內(nèi)在屬性和客觀的變化規(guī)律，科學地設計時序和環(huán)節(jié)，以達到設計目標。3、流程設計的步驟：第一步：首先要明確設計的目的和任務，明確流程所應遵循的內(nèi)在變化規(guī)律

9、。第二步：要分析現(xiàn)有材料、設備、資金、人員、工藝和環(huán)境等因素。第三步：列出流程涉及的主要事項，并進行初步的排列。第四步：分析各事項（步驟）之間的先后順序，合理地安排流程的時序和環(huán)節(jié)。第五步：選擇一個合適的表達方式畫出流程圖，對于有嚴格時間的時序，要標注時間。注意：流程設計的基本要素是環(huán)節(jié)和時序。4、學畫流程設計的框圖：畫流程設計框圖的一般方法：根據(jù)對事物的內(nèi)在屬性和規(guī)律的分析，以及有關的考慮，將流程的全過程，按每個階段的功能、作用的不同，分解為若干小過程環(huán)節(jié)，并用方框表示環(huán)節(jié)。按照每個小過程應該經(jīng)歷的時間順序，將各環(huán)節(jié)依次排開，并用箭頭線連接起來。四、流程的優(yōu)化：1、流程的優(yōu)化及目的：在設計和

10、實施流程的過程中，經(jīng)常需要進行不斷的修改和完善，這種對流程修改的過程，叫做流程的優(yōu)化。目的：提高工作效率、降低成本、降低勞動強度、節(jié)約能耗、減少環(huán)境污染、保證安全生產(chǎn)等。2、流程優(yōu)化的內(nèi)容：一般流程優(yōu)化的主要內(nèi)容有：工期優(yōu)化、工藝優(yōu)化、成本優(yōu)化、技術優(yōu)化、質(zhì)量優(yōu)化等。對一個流程的優(yōu)化，可以是整體的全面優(yōu)化，也可以是對某一個指標進行優(yōu)化。經(jīng)常會有這樣的情況發(fā)生：某一個指標得到了優(yōu)化，而使另外的指標下降了。比如，技術優(yōu)化，可能使成本提高。成本優(yōu)化了，也可能使質(zhì)量下降。因此，在進行流程優(yōu)化時，要綜合平衡，以取得整體優(yōu)化的成效。3、流程優(yōu)化的條件：流程的改進和優(yōu)化需要一定的條件，它建立在設備和工藝水平

11、提高的基礎上，建立在對流程內(nèi)在機理進一步研究的基礎上。例如，零件加工中材料的改變，會導致設備的改變和工藝方法的改變，從而加工流程就要改變；若材料不變，加工工藝改變了，設備也要改變，這樣，流程也會改變。因此，流程與材料、設備、工藝有著密切的關系，在優(yōu)化流程時，需要充分考慮到這些條件。第三單元：系統(tǒng)與設計一、系統(tǒng)的涵義：1、系統(tǒng)的概念：由相互聯(lián)系、相互作用、相互依賴和相互制約的若干要素或部分組成的具有特定功能的有機整體，稱為系統(tǒng)。構(gòu)成系統(tǒng)，必須具備三個條件：第一，至少要有兩個或者兩個以上的要素（部分）才能組成系統(tǒng)；第二，要素（部分）之間相互聯(lián)系、相互作用，按照一定方式形成一個整體；第三，這個整體具

12、有的功能是各個要素（部分）的功能中所沒有的。2、 系統(tǒng)的類型：系統(tǒng)是普遍存在的，也是多種多樣的。根據(jù)需要，可以對系統(tǒng)進行不同的分類。如，可把系統(tǒng)分為自然系統(tǒng)和人造系統(tǒng)，自然系統(tǒng)是自然形成的系統(tǒng)（如生態(tài)系統(tǒng)），人造系統(tǒng)是由人工制造加工而成的系統(tǒng)（如計算機系統(tǒng)和機械傳動系統(tǒng)）；也可把系統(tǒng)分為實體系統(tǒng)和抽象系統(tǒng)，實體系統(tǒng)是實物形態(tài)的（如生物系統(tǒng)、機械系統(tǒng)），抽象系統(tǒng)是非實物形態(tài)的（如哲學系統(tǒng)）。3、系統(tǒng)的基本特性：系統(tǒng)的基本特性主要有整體行（全局、集合）、相關性（匹配、關聯(lián)）、目的性（功能）、動態(tài)性（更新）和環(huán)境適應性（自適應）等，這些特性都體現(xiàn)了一定的思想與方法。（結(jié)合課本相關案例，學會運用系統(tǒng)的

13、基本特性，分析身邊的系統(tǒng)特別是P69頁五個案例）二、系統(tǒng)的分析：1、系統(tǒng)分析及其目的：系統(tǒng)分析是指為了發(fā)揮系統(tǒng)的功能，實現(xiàn)系統(tǒng)的目標，運用科學的方法對系統(tǒng)加以周詳?shù)目疾?、分析、比較、試驗，并在此基礎上擬訂一套有效的處理步驟和程序，或?qū)υ械南到y(tǒng)提出改進方案的過程。目的：尋求解決問題的最佳決策。2、系統(tǒng)分析的一般步驟：明確問題，設立目標收集資料，制定方案分析計算，評價比較檢驗核實，作出決策。 （結(jié)合田忌賽馬案例）3、系統(tǒng)分析的主要原則：系統(tǒng)分析應遵循整體性原則（丁謂修復皇宮）、科學性原則（三三進九不如二五一十）和綜合性原則（孝襄高速公路）。三、系統(tǒng)的優(yōu)化：1、系統(tǒng)優(yōu)化的目的：系統(tǒng)的優(yōu)化是指在給定

14、的條件（或約束條件）下，根據(jù)系統(tǒng)的優(yōu)化目標，采取一定的手段和方法，使系統(tǒng)的目標值達到最大化（或最小化）。最小的成本最大的利潤；最短的工期更多的工程量；最少的能耗更多的產(chǎn)品；單位面積土地更高的農(nóng)業(yè)產(chǎn)量。（案例：農(nóng)業(yè)間作套種，家具利潤問題等）幾個關鍵字：優(yōu)化目標；目標函數(shù)；約束條件；影響因素。2、系統(tǒng)優(yōu)化的方法：數(shù)學模型最優(yōu)解； 科學估算、試驗滿意解。四、系統(tǒng)的設計：1、系統(tǒng)設計的目的、方法與過程：系統(tǒng)設計是對各種各樣的系統(tǒng)進行調(diào)查分析、籌劃研究、評價實施、運行改善等，直到完成一個能協(xié)調(diào)工作的實際系統(tǒng)的過程。系統(tǒng)設計要考慮其目的與要求（以系統(tǒng)的整體功能的最優(yōu)為目的）、系統(tǒng)各部分之間的相互聯(lián)系與相互

15、作用、對系統(tǒng)設計方案進行優(yōu)化（整體優(yōu)化，統(tǒng)籌兼顧）等問題。2、系統(tǒng)設計的一般步驟：系統(tǒng)設計的步驟包括：將系統(tǒng)分解為若干子系統(tǒng)，確定各子系統(tǒng)的目標、功能及其相互關系，對子系統(tǒng)進行技術設計和評價，對系統(tǒng)進行總體技術設計和評價等。3、簡單系統(tǒng)的設計： 了解系統(tǒng)設計應解決的主要問題和基本的設計過程，寫出系統(tǒng)設計或系統(tǒng)優(yōu)化設計的書面方案，包括必要的設計草圖以及量化數(shù)據(jù)。（案例：手電筒照明供電部分的設計）第四單元 控制與設計一、控制手段與應用1、人們按照自己的意愿或目的，通過一定的手段，使事物向期望的目標發(fā)展，這就是控制。理解任何控制現(xiàn)象，都要明確控制的對象是什么，控制要達到什么目的和采取什么控制手段。例

16、如，人力三輪車轉(zhuǎn)彎過程中的方向控制問題，其控制的對象就是人力三輪車，控制的目的是為了改變?nèi)嗆囆旭偟姆较?，控制的手段是騎車人通過雙手轉(zhuǎn)動車把，改變前輪的方向并帶動后輪。從控制過程中人工干預的情形來分，控制有人工控制和自動控制（有無人直接參與）。按照執(zhí)行部件的不同，控制可分為機械控制、氣動控制、液壓控制、電子控制等。當然，在很多控制事例中，控制的手段又可以是綜合的。二、控制系統(tǒng)的工作過程與方式任何一種控制的實現(xiàn)，都要通過若干個環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)就構(gòu)成了一個系統(tǒng)，稱為控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)的輸出與輸入之間有一定的對應關系?？刂葡到y(tǒng)通常又分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。1、控制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生

17、任何影響，這種控制系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。對于開環(huán)控制系統(tǒng)，通?？梢杂孟旅娴姆娇驁D來描述： 控制量輸入量控制器執(zhí)行器被控對象輸出量2、控制系統(tǒng)可以把輸出量返回到輸入端與給定值進行比較，構(gòu)成一條閉合回路。我們把系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對控制過程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。三、閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋1、干擾因素在控制系統(tǒng)中，除輸入量（給定值）以外，引起被控量變化的各種因素稱為干擾因素。有的干擾因素是由于環(huán)境造成的，有的干擾因素是人為原因所致，如影響飛機導航信號的手機信號等。在控制系統(tǒng)中，干擾因素可能有一個，也可能有若干個?？刂葡到y(tǒng)在工作過程中必須克服干擾，使被控量穩(wěn)定。2、反饋：控制系統(tǒng)

18、中，將輸出量通過適當?shù)臋z測裝置返回到輸入端并與輸入量進行比較的過程，就是反饋。利用反饋來分析和處理被控對象，通過系統(tǒng)的輸出來調(diào)整系統(tǒng)的行為，使系統(tǒng)沿著預期的目標運行的方法，稱為反饋方法。閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程從反饋來看，閉環(huán)控制系統(tǒng)就是指在系統(tǒng)的輸出與輸入端之間存在反饋回路，輸出量對控制過程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)的核心是通過反饋來減少被控量（輸出量）的偏差。由于某種干擾因素的存在，系統(tǒng)的被控量偏離給定值時，閉環(huán)控制系統(tǒng)中的反饋環(huán)節(jié)能及時檢測出被控量的值，并迅速反饋到輸入端，與給定值進行比較，控制器根據(jù)比較得到的偏差信號進行調(diào)節(jié)，從而使系統(tǒng)的被控量接近給定值，達到精確控制的目的。所以，

19、一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，能夠克服外界干擾，使被控量控制在給定值附近。閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)的比較開環(huán)控制系統(tǒng)本身不能對被控量的偏差進行調(diào)整和補償。也就是說，由于某種干擾信號的作用使輸出信號出現(xiàn)非正常狀態(tài)時，系統(tǒng)本身沒有自動糾正的能力，要進行糾正，必須借助于人工。所以，開環(huán)控制系統(tǒng)的控制精確度（或稱控制精度）相對比較低。但如果控制系統(tǒng)中各組成元件的特性比較穩(wěn)定，而且外界的干擾相對較小，則開環(huán)控制系統(tǒng)也可以保證一定的精度。開環(huán)控制系統(tǒng)一般結(jié)構(gòu)簡單，適用于控制精度要求不高而系統(tǒng)本身的元件又比較穩(wěn)定的場合。閉環(huán)控制系統(tǒng)的優(yōu)點是控制精度高，不論何種原因造成系統(tǒng)的輸出量偏離給定量，閉環(huán)控制系統(tǒng)都會產(chǎn)生控制作用來減小這一偏差。與開環(huán)控制系統(tǒng)相比，閉環(huán)控制系統(tǒng)的設計比較麻煩，結(jié)構(gòu)也相對復雜，構(gòu)成控制系統(tǒng)的成本較高。閉環(huán)控制系統(tǒng)是自動控制中廣泛采用的一種控制方式，用于要求高精度和高可靠性的場合。3、 功能模擬方法以功能和行為的相似性為基礎，用“模型”模擬“原形”的功能和行為的方法，就是功能模擬法。4、 黑箱方法通過對系統(tǒng)輸入與輸出關系的研究，進而推斷出系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其功能的方法，就是黑箱方法。四、控制系統(tǒng)的設計與實施要設計好一個控制系統(tǒng)，應該明確這個系統(tǒng)要達到的目的是什么，所要控制的對象是什么，被控對象有哪些重要的特性，被控量和控制量分別是什么