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第一章 走进技术世界
1、技术的价值
（1）技术对人类的价值
技术的产生和发展能更好地满足人们的需求；
技术具有保护人、解放人和发展人的作用。
（2）技术对生活、生产、文化等方面的影响
技术促进了社会发展，丰富了社会文化内容，改变了社会生活方式，是推动社会发展和文明进步的主要动力之一，即技术引领社会的物质文明与精神文明的进步与发展。
技术的发展水平是一个国家综合国力与文明程度的标志之一。
（3）技术对自然的价值
我们应该依靠技术合理地利用自然、改造自然，与自然和谐共处，建立保护自然、爱护自然、与大自然亲密友好的情感和意识。
技术的性质
技术的基本特性：目的性、创新性、综合性、两面性、专利性。
技术的发展与发明和革新的关系：技术创新包括技术革新和技术发明。
技术革新一般是在原有技术的基础上的变革和改进；
技术发明则是一项新技术的产生。
技术两面性的理解：比如信息技术带来的两面性决定胎儿性别技术的两面性
（5）技术与科学的区别和关系：科学是对各种事实和现象进行观察、分类、归纳、 演绎、分析、推理、计算和实验，从而发现规律，并予以验证和公式化的知识体系。
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和利用。（联合国教科文组织认为：技术是一个包括设计、制作及评价的过程。）
科学侧重于认识自然，力求有所发现；技术则侧重于利用和合理地改造自然，力求有所发明。
科学回答“是什么”、“为什么”的问题；技术则更多地回答“怎么办”的问题。
科学通过实验验证假设，形成结论；技术则通过试验，验证方案的可行性与合理性，并实现优化。
理解知识产权在技术领域的重要作用 ，比如书上案例：复印机的专利壁垒
知识产权申请过程 1、提交申请阶段2、受理阶段3、初审阶段4、发明专利申请阶段 5、发明专利申请实质审查阶段6、授权阶段
3、技术的未来 技术的发展趋势，对技术的情感和理性态度
既要大胆憧憬又要理性对待。
第二章 技术世界中的设计
1、设计的内涵 （基于一定设想的、有目的的规划及创造活动）
2、技术与设计的关系 （①设计是推进技术发展的重要驱动力；
②设计是技术成果转化的桥梁和纽带；
③设计促进技术的革新；
④技术是设计的平台；
⑤技术更新为设计提供了更为广阔的发展空间；
⑥技术进步还促进人们设计思维和手段的发展。）
艺术设计侧重于：美观、欣赏、审美、色彩、造型。）
3、人机关系的含义 （当我们使用物品时，物品与人之间产生的这种相互关系。）
4、设计中的人机关系需要实现的目标 （高效、健康、舒适、安全）
5、在设计中如何合理运用人机关系 （需考虑普通人群与特殊人群、静态人与动态人、人的生理需求与人的心理需求、信息的交互）
6、技术试验的重要性？ （技术试验是技术研究不可缺少的基本方法和手段，它对技术应用的实现起到了有力的保障作用。通过技术试验，还可以使设计得以改进和完善，将设计的风险和失误降到最底。）
7、技术试验常用方法 （优选试验法、模拟试验法、虚拟试验法、强化试验法、移植试验法等。）
8、简单的技术试验 包括
1）什么是技术试验（在技术活动中为了某种目的所进行的尝试、检验、优化等探索性实践活动。）
2）技术试验的作用是什么（在技术发明、技术革新、技术推广的活动中是不可忽视的，它是发现问题、探究规律、优化技术的关键。）
3）技术试验的实施分那几个步骤（制定试验计划、抽取样本、进行试验、分析数据、得出结论等。）
4）试验报告有那些内容（试验目的、试验准备、试验方法、试验步骤、数据记录、处理和分析、试验结果和结论。）
第三章 设计过程、原则及评价
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、设计过程的设计要求和设计方案：①收信信息 （用户调查、专家咨询、查阅资料、收听广播看电视、浏览互联网等）
②设计分析（面对设计要求和约束之间的矛盾，为了找到最好的解决方法，应该提出尽可能多的设想，以便于权衡利弊，作出选择）
③方案构思（作用是把明确问题时提出来的设计要求具体落实到产品的结构和工作原理上，呈现出产品的具体现象。是设计思想、设计原则的具体体现，也是设计者设计风格和设计水平的展现空间）
④方案呈现（把模糊设计、草图具体化）
⑤方案筛选（依据一定的原则对多个方案进行筛选）
3、方案设计中创新的意义
设计是一个有计划的创新活动，理解创新是设计的核心和灵魂所在。
4、设计的一般原则
1）、创新原则：就是通过引入新概念、新思想、新方法、新技术等，或对已有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。
2）、实用原则：是指设计的产品为实现其目的而具有的基本功能。它包括物理功能（产品的性能、构造、效率精度和可靠性等）、生理功能（产品使用的方便性、安全性、宜人性等）、心理功能（产品的造型、色彩、机理和装饰诸要素给人以愉悦感等）和社会功能（产品象征或显示个人的价值、兴趣、爱好或社会地位等）。
3）、经济原则：以最低的费用取得最佳的效果（就是要提高功能成本比：在功能不变的前提下降低成本；在成本不变的前提下增加功能；在增加功能的同时降低成本。）
4）、美观原则：好的产品也能让人们从产品的外观和造型上得到美的体验、享受和精神上的愉悦。
5）、道德原则：产品设计必须考虑它与人、社会、环境的关系，必须遵循道德原则。还要尊重他人知识产权、技术成果的道德观念。
6）、技术规范原则：技术规范既有强制性的标准（质量和安全方面），也有推荐使用的技术标准企业形象和产品的品质有很大影响的要求。
7）、可持续发展原则：既要满足当代发展的需求，又要考虑未来发展的需要，不以牺牲后人的利益和长远的利益为代价来满足当代人的需求。
5、设计一般原则的相互关系（原则之间有互相关联、互相制约、互相渗透、互相影响的关系。）
6、设计过程中的评价
是指依据一定原则，采取一定方法和手段，对设计所涉及的过程及结果进行事实判断和价值认定。
设计评价从评价对象分有对设计过程的评价和对设计成果的评价两类；
评价的内容有：实际过程是否完备，分工是否合理，采用的方法是否正确，各个环节或阶段的任务是否完成，形成的中间成果（方案）是否符合要求，全过程是否有质量控制和相应的监督、改进措施等。例子见书本p70页案例分析
7、对产品多方面的评价 其中评价角度：7个一般原则+4个人机关系（7个一般原则：创新原则，实用原则，经济原则，美观原则，道德原则，技术规范原则，可持续发展原则。4个人机关系：高效、健康、舒适、安全）对最终产品的评价有两个基本依据：一是参照设计的一般原则进行评价二是依据事先制定的设计要求进行评价
8、评价报告
参考7的知识点 例子见书本p71页案例分析
第四章 发现与明确问题
1、发现问题的重要性 （一方面可以挑战和拓展我们的能力另一方面更好地满足人们的需要推进技术的发展和创新）
2、发现问题的一般方法
（1）观察日常生活
（2）收集和分析信息（主动出击寻找问题）
收集信息的方法有：问卷调查法、集体询问法、文献法、家庭走访询问法、电话询问法、个别询问法。
（3）技术研究与技术试验
技术研究、技术试验是重要的技术活动，也是发现问题的途径与方法。
3、设计产品相关信息的收集与处理
可以有以下几种：1）文献法：对已有文献信息进行收集、分析的方法
2）问卷调查法：用问卷的方式进行实际调查，获取信息、发现问题的方法
3）询问法：以询问的方式收集和获取信息、发现问题的方法
询问法包括直接询问法、间接询问法；集体询问法、家庭走方询问法、个别询问法
例子见书上p81页马上行动
4、技术研究与技术试验的重要性 通过技术研究、技术试验，我们有可能从对已有技术问题的研究中发现与之相联系的问题，从已有的研究结论只能感发现新的问题，也有可能在技术研究、技术试验的发过程中获得灵感、体悟，进而发现新的问题。
5、明确问题的重要性 发现问题很多、有些模糊不清、需要加以明确（目的）。
6、判断问题价值的方法
判断问题是否有价值的依据：
① 所提出的问题是否遵循基本的科学原理？
② 迄今为止，能否确认该问题尚未得到充分解决？
③ 在你调查的范围里，该问题是否具有普遍意义？在更广的范围内，这个问题是否有意义？
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 解决该问题所需的投入是多少？投入与产出的比是否理想？
7、设计要求、标准和限制
设计要求、标准可以从产品的功能、结构、材料、体积、安全、外观、耐用性、成本等方面思考。
无论解决还是设计的进行，它的限制主要有两发面决定：
① 设计对象的特点和解决的标准
② 设计者的能力与条件
8、设计计划
设计计划可以更好地保证设计有目的、有计划地进行。它可以通过工作程序的排列来表示。
例子见书本p90页案例分析
第五章 方案的构思及其方法
1、产品设计分析的三个要素
设计产品应综合考虑“物”、“人”、“环境”三个方面。
物的方面可以考虑适应性、环境保护方面
人的方面可以考虑安全、成长发育（心理、生理）等方面
环境方面可以考虑造型、功能、材料等方面
2、方案的构思的常用方法：
1、草图法——直观明了。
2、模仿法(仿形和仿生) ——简单易行。
3、联想法——由此及彼。
4、奇特构思法——与众不同，原创性。
3、设计方案的制定 能制定符合一般设计原则和相关设计规范的完整设计方案
步骤为：收集信息、设计分析、方案构思、方案呈现、方案筛选
4、对产品设计分析，根据设计要求选择合适的材料和标准件
标准件的概念 是指经优选、简化、统一并给以标准代号的零件或部件。
可以从设计分析中找出问题然后进一步分析。
5、方案的比较和权衡
在多个方案经构思形成之后，我们往往要对这些方案进行评判和比较，同时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，最后选出较为满意的方案或集中各方案的优点进行改进。
1、权衡时首先要考虑最关键因素(基本功能)；
2、其次考虑稳定性和耐久性；
3、还要考虑加工难易程度、成本、环保性等；
4、最后还在考虑产品使用对象。
方案的权衡（根据设计要求和设计原则）是一个综合考虑过程，它们相互关联、互相制约，要抓住设计的核心与关键。
第六章 设计图样的绘制
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、符号
(2)分类:
按专业类型分：计算机程序语言、工程图学语言
按人的感觉分：视觉语言、听觉语言、触觉语言
按人的视觉形式分：图形符号语言、文字符号语言
(3)不同技术语言的应用
能够区分常见的技术语言的引用场合，比如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比较合适。
2.、简单草图的绘制 （要求能画）
(1)徒手绘图:握笔姿势等。
(2)网格徒手图:要领:与地面垂直的线垂直画，与地面平行的线按网格的斜线画，同时以网格的小格来确定物体的比例。
(3)基本图形的画法:圆、圆柱体、立方体、圆锥体的画法。
(4)草图的分类：构思草图是以具体图形把想法表现出来；
设计草图是经过整理、选择、修改、和完善的草图。
(5)草图绘制的步骤：
a、选用合适的笔来画图（2H铅笔）
b、在方格纸上按照构思好的设计方案，画出产品的外观比例关系。
c、在准备好的透视网格纸上，画出产品的透视线，先画淡一些，等画完图形后，再描深轮廓。
d、画产品的中间调子，注意色彩过渡自然。
e、细致描画产品的亮部及高光部位。
f、绘产品放置平面上的阴影，突出形体的体积感和质量感。
3、简单的效果图
效果图更能真实地表现产品的式样、材质和空间效果。
从效果图上注意把握产品的形态、功能和特征，了解产品的外观上的实际比例关系和色彩搭配及材质感。
4.基本几何体的正等轴测图的画法
(1)正等轴测图是一种可以表现物体三维结构特征的图形。
(2)平面结构形体的正等轴测图的绘制
a、根据形体特征，确定长(X)、宽(Y)、高(Z)等三轴在图纸上的位置。
b、沿着上述三轴分别量出物体的长、宽、高的尺寸，画出长方体的轴测图。
c、根据长度方向、高度方向的尺寸，画出左上角斜切面。
d、据长度方向、宽度方向的尺寸，画出左前方斜切面，完成全图。
(3)圆的正等轴测图的绘制
5、一般技术图样所采用的投影方法
（1）、投影：在光的照射下，形体在地面上产生的影子。
（2）、正投影法：投影光线与投影平面垂直时，在投影平面上得到物体视图的方法。
6、简单形体的三视图（要求能画）
主视图、俯视图、左视图统称为机件的三视图。
主视图：物体的正面投影，即物体由前向后投影所得到的图形，通常反映物体的
主要形状特征。
俯视图：物体的水平投影，即物体由上向下投影所得到的图形
左视图：物体的水平投影，即物体由左向右投影所得到的图形。
7、一般的机械加工图
（1）定义：是以三视图的形式来表达机械加工方法的一种技术图样。
（2）组成：三视图及其尺寸标注; 必要的其他视图; 标题栏和文字说明
第七章 模型或原型的制作
1、模型及其功能：(是根据实物、设计图样或构思 ，按比例 、生态或其他特征制成的与实物相似的一种物体。)
二个功能：(①使设计对象具体化；②帮助分析设计的可能性。)
2、模型在不同阶段的作用 (①草 模---供设计人员深入探讨时使用；
②概念模型---用概括的手法表示产品的造型风格、布局安排人机关系等，从整体上表现产品造型的整体概念。
③结构模型---研究产品造型与结构的关系，清晰地表达产品的结构尺寸和连接方式，并进行结构强度试验而制作的模型。
④功能模型---用于研究产品的各种性能以及人机关系，同时也用作分析、检查设计对象各部分组件尺寸与机体的相互配合关系等。
⑤展示模型---作为产品的样品进行展示，以便提供实体形象。另外通过展示模型可以直接向设计委托方征求意见，为审核方案提供实物依据。)
工艺的含义和常用工艺的种类 含义(利用工具和设备对原材料、半成品进行技术处理，使之成为产品的方法。)常见工艺：(加工工艺、装配工艺、检测工艺、铸造、表面加工工艺等。)
(不同的行业不同的工种不同的工序都有特定的工艺要求和严格的工艺规范。)
4、金工常用的工具和设备
划针、刚直尺、角尺、划规、样冲
金属材料的锯割、锉削两种加工方法
1）锯割：金属材料通常以锯割的方式进行割断，手锯是人工锯割常用的工具。
操作要领：a站位和握锯姿势要正确; b推锯加压，回拉不加压力; c锯程要长;d推拉要有节奏。
2）锉削：切削加工有：锉削、铣削、磨削）
锉削操作要领：锉削时要注意身体和手臂动作的协调；在推挫削过程中，左手施力要由大到小，右手施力要由小到大，使锉刀平稳而不上下摆动。
6、加工工艺的选择
能够根据制作产品的要求选择合适的加工工艺。
简单产品的模型或原型的制作
制作模型的一般步骤：(①选择合适材料。②准备适当的工具和加工设备。③按设计图样划线。
④对材料进行锯割、切削等加工。 ⑤装配。⑥对模型进行表面处理。
⑦对产品的外观造型和色彩进行评价；对产品的结构、功能进行检测和试验。⑧对设计方案进行修改，做成展示模型（样品）。)
第一单元《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搭配和排列，确定的搭配和排列决定了物体的性质和形态。
2、简单结构的分类
1）实心结构 ⑴实心结构通常是指结构体本身是实心的结构。房屋的墙体、水库的大坝、古代的城墙等，都属于实心结构。⑵几何特征及受力：几何外形简单，通常有杆（柱）、板、体等之分。它的受力特点是能承受较大的力，外力分布在整个体积中。
2)框架结构 ⑴框架结构通常是指结构体由细长的构件组成的结构。教室的门窗常用木框架，蔬菜大棚的棚体、建筑用脚手架、输电铁塔等都是框架结构。⑵组成：由梁、柱、杆、管等组成，也有用板件组成的。这里的杆或板，可以是实心的，也可以是管材。⑶几何特征及受力：几何外形较为复杂，其特点是支撑空间而不充满空间，能承受垂直和水平荷载。依据功能和使用条件的不同，可以设置成不同框架的组合。
3)壳体结构 ⑴常见物品：饮水杯、文具盒、装甲车、油罐、鸡蛋、西瓜……⑵结构特征：壳体内空时，受力合理、形态稳定。壳的几何形状有折线式（方形、长方形、多边形）的、圆弧形的和拱形的等。⑶受力特点：壳受冲击力时，外力由弧面整体分担承受，抵抗变形。
4)组合结构 ⑴在日常生活中我们常见的结构大部分都是组合结构，如：大坝都是拱形和实心结构的组合体；圆顶大厦的顶部都是框架结构和壳体结构的组合（又叫球形空间桁架结构）。⑵结构的类型种种：缆索结构、桁架结构、空间桁架结构、球形空间桁架结构等。⑶组合结构的受力：复杂（这是大学结构力学将要学习的）。
3、结构的稳定性
稳定性和强度一样，也是物体结构的重要性质。结构具有阻碍翻倒或移动的特性，就是结构稳定性。（如不倒翁、大坝等）
4、影响结构稳定性的主要因素
⑴结构的形状：结构形状不同，其稳定性也不同（“A”字型金字塔、堤坝等）。物体的重心若超出其支撑面，则要翻倒，即失稳。
⑵重心的位置：作用在物体重心上的重力，总有将物体的重心尽量拉近（吸向）地面的趋势。所以重心越低越稳。
⑶结构的底座：结构与地面接触所形成的支撑面越大越稳定。
⑷材料：材料也会影响结构的稳定性。
5、影响结构强度的主要因素 ①形状；②材料；③材料的连接方式。
6、结构与功能的关系
结构不仅是事物存在的一种形式，而且对事物的功能和作用产生着直接影响。结构的改变可能导致功能的变化。不同结构的物体其功能不同，这是我们认识结构的关键。
事实上，物体的结构是由物体的功能和需要决定的，而物体的结构又决定了物体的性质和形态。
认识几种工具的结构：活口扳手，手锤，管钳，喝水杯，书本……
7、结构设计的主要因素
①符合使用者对设计对象的稳定性和强度要求；②安全因素；③公众和使用者的审美需求；④使用者的个性化需要；⑤对设计对象的成本控制要求和一定的使用寿命等。
8、简单结构的设计
①设计项目；
②设计要求：达到什么样的功能，具有一定的稳定性和强度，装饰性，尺寸要求等；
③设计分析：分析结构的组成部分、连接方式等；
④设计准备：所用材料、工具等；
⑤设计方案：可形成几种方案。
9、结构的实用性
不仅表现在结构的实用功能上，也表现在形式上，特别是功能和形式的统一上。
10典型结构设计的欣赏与评价
赏析结构设计作品，可以从技术与文化两个角度进行。
技术角度主要有：结构的使用功能的实现；结构的稳固耐用；结构造型设计的创意和表现力；材料使用的合理性；工艺制造的精湛程度等。
文化角度主要有：结构的文化寓意与传达；公众认可的美学原则；反映的时代、民族、习俗方面的特征；结构的个性特征等。
第二单元《流程与设计》
流程的含义 即若干环节随着时间的变化，依序完成的进流程，称为流程。
流程对生产、生活和工作的意义
流程对生产的意义：指导我们正确地做事，提高工作和学习的效率，使我们的生活边得有序、合理，为我们的安全提供保障。
流程对生活和工作的意义：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。
3、时序和环节的意义1）时序：过程的经历中，各环节按照一定的时间顺序先后出现、完成。这种时间顺序关系，称为时序2）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。
常见的流程表达方式 文字表达、表格表达和图示表达等
简单的流程图 要了解流程图的画法一般用框图加箭头的方式描述流程过程
流程分析 能指出流程的时序和环节以及流程的过程
流程设计应考虑的基本因素 研究其内在的属性与规律，在此基础上把握流程设计的环节与时序，做出科学的流程设计。一般的比如在生产活动中的基本因素有材料、工艺、设备、人员、资金和环境。
8、流程设计的基本步骤
第一步：首先要明确设计的目的和任务，明确流程所应遵循的内在变化规律。
第二步：要分析现有材料、设备、资金、人员、工艺和环境等因素。
第三步：列出流程涉及的主要事项，并进行初步的排列。
第四步：分析各事项（步骤）之间的先后顺序，合理地安排流程的时序和环节。
第五步：选择一个合适的表达方式画出流程图，对于有严格时间的时序，要标注时间。
注意：流程设计的基本要素是环节和时序。
简单流程的表达 能够用画流程图的方式描述简单流程的表达，比如小铁锤的加工流程设计p52
流程优化的意义及主内容 意义是进一步提高工作效率、进一步降低成本、降低劳动强度、节约能耗、减少环境污染、保证安全。
一般流程优化的主要内容有：工期优化、工艺优化、成本优化、技术优化、质量优化等
流程优化与设备、材料之间的关系
流程优化与设备、材料、工艺有着密切的关系，这些细微的变化都会引起流程的变化。
流程优化过程所应该考虑的主要问题
⑴内部条件：对流程内在机理的深入了解。比如对洗涤原理的了解，就会在流程中安排两次漂洗；
⑵外部条件：设备和工艺水平的提高或完善。比如，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。
第三单元 《系统与设计》
1、系统的含义 系统是由相互依存的若干个部分组成的，具有特定功能的有机整体。或者说，此贴视由相互依存、相互作用的若干元素构成的，并完成特定功能的统一体。
2、系统的分类（1）自然系统和人造系统：人体系统是自然系统；人造地球卫星，桥梁（不包括天生桥）房舍等，属于人造系统。由自然系统与人造系统复合的系统称为复合系统。如：城市系统、村落系统。
（2）实体系统和抽象系统。
（3）静态系统和动态系统：相对的
（4）开放系统和封闭系统
（5）系统的其他分类：简单系统与复杂系统黑色系统与白色系统。
3、系统的基本特性
1.整体性:系统的整体性也称为集合性，是系统的最基本属性。系统是一个整体，即具有整体的特性功能，目标和作用的有机整体。系统不是各元素的简单集合，也不是简单的数量相加。
系统要求它的局部服从整体，强调整体观点，整体目标和整体利益。
2.相关性：系统的相关性也称为关联性。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：系统的目的性也称为功能性，每个系统都具有特殊的功能。这是区别不同系统的主要标志。
4.系统适应性：
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。
5.动态性：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。
4、系统分析的基本方法和一般步骤
基本方法 运用系统的思想和定性定量相结合的方法，对系统进行分析就是系统分析的基本方法。该方法包括以下三个阶段：
①阐明问题：分析的对象（系统）、系统的整体功能、系统的组成
②分析研究：系统内部机理，如洗衣机采用波轮方法旋转激起水流；系统内部各子系统的关联、配合；系统与其外部环境的关系；基本的定量分析。
③评价比较：系统性能、品质评价、系统运行效果评价、同类系统间比较。找出优劣。
一般步骤
5、系统分析的主要原则
①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。
②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。
③综合性原则：
系统分析时还要注重总和性原则，要总和分析，统筹兼顾，不可顾此失彼，因小失大。
6、分析影响系统优化的因数
首先，优化追求的目标适度。目标选得低，达不到优化。目标选得太高，脱离实际，实现不了，等于没优化。如修筑致富路，路的级别不能定的太高。
其次，实施系统优化，总要有付出，或称投入。希望取得效果（如经济效益）达到最大，而投入（如经费）最小。二看三比，称为效/耗（即效率/耗费）比。显然，效/耗比越大，就越接近或达到最优化。以修路实例而言，如效/耗比趋于最大，那么，修路就达到最优化。对此，在不同场合有不同提法，如性/耗（即性能/耗费）比、性/价（即性能/价格）比等。
再次，系统优化是离不开条件的。比如，修筑致富路，实测中心必须要勘测，调查，准备数据资料，使修出的路符合技术规范；要预算，校验，是为了准备修路所需要的人力、物力、财力等资源条件，条件欠缺的，要创造条件。条件是否具备直接影响优化。
最后，还应注意的是，某些不确定性的或不可预见的因素也会影响系统优化。因此在优化实施过程中，要及时调整计划与方法，回到优化之路。
7、简单系统设计的方法
系统设计的方法步骤主要包括：将系统分解为若干子系统，确定各子系统的目标、功能及相互关联，对子系统进行技术设计和评价，对系统进行总体技术设计和评价等。
8、系统的设计
例题参照p87页 案例分析 主要有1)设计要求2）设计分析3）设计方案 4）方案制作 等步骤
第四单元《控制与设计》
1、控制的含义、控制的目的和对象
人们根据自己意愿或目的，通过一定的手段，使事物沿着某一确定的方向发展，就形成了控制（control）。
理解任何控制现象，都要明确控制的对象是什么，控制要达到什么目的和采取什么控制手段。例如：在人力三轮车转弯过程中的方向控制问题中，其控制的对象就是人力三轮车，控制的目的是为了改变三轮车行驶的方向，控制的手段是骑车人通过双手转动车把，改变前轮的方向并带动后轮。
2、控制的手段和方法
参看上面 控制的方法又可以分为 人工控制和自动控制
3、控制的应用
了解生活、工业、军事及国防中都需要控制技术
简单开环控制系统的基本组成和工作过程
控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制系统称为开环控制系统。如：十字路口的红绿灯定时控制系统、楼宇的防盗报警控制系统、火灾自动报警系统、公园的音乐喷泉自动控制系统、自动门的控制系统、家用高压锅等。
闭环控制系统的基本组成
把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称为闭环控制系统。如：电冰箱的温度控制系统、交通路口红绿灯自动控制（根据车流量大小改变红绿灯时间）系统等
简单的闭环控制系统的方框图
控制器和执行器的作用
上图中，检测装置测量出被控量并返回到系统的输入端；是比较器，它将所给量与所检测的被控量进行比较，求出偏差值；控制器将这一偏差值进行运算处理，并向执行器下达控制指令。执行器根据指令对被控对象进行控制，从而使被控量稳定在一定范围内。
反馈的含义 在控制系统中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程，就是反馈。
简单控制系统运行的主要干扰因素
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。
第一，来源问题。有的干扰因素是由于环境造成的，如影响自行车行驶速度变化的自然风等；
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。
第二，数量问题。在控制系统中，干扰因素可能是一个，也可能是若干个。如战士在大风大雨中进行射击练习，风和雨都是子弹命中准确度的干扰因素。
第三，处理问题。控制系统在工作中必须克服干扰，使被控量稳定。如空调器的温度控制系统是闭环控制系统，它能克服室外温度变化这一干扰，当室外温度升高时，空调器检测出干扰引起的室内温度变化，通过启动压缩机降温来克服这一干扰，使室温保持稳定。
第四，利用问题。在一般控制系统中，干扰因素是需要克服的。而在有些情况下却可以利用干扰因素实现某种目的。如在军事演习中，红方利用一定频率的电磁波对蓝方的信息指挥系统进行干扰，使之不能正常工作。但在生产生活中，我们需要以谨慎、严谨的态度对待干扰因素的利用。
闭环控制系统中反馈环节的作用
利用反馈来分析和处理被控对象，通过系统的输出来调整系统的行为，使系统沿着预期的目标运行 如普通电水壶将水加热至沸腾时，需要人工关闭电源，而自动电水壶具有当水沸腾时自动切断电源的功能，这就是利用反馈方法实现自动控制的结果。
闭环控制系统的工作过程
闭环控制系统的输入量和输出量之间还有一个反馈环节，它们形成了一条闭合回路。它对输出量的控制精度较高，但它结构复杂、成本高，主要用在要求较高精度和高可靠性的控制中。
功能模拟方法和黑箱方法
功能模拟方法：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 例如机器人模拟人
黑箱方法：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 例如：拍打西瓜分析是否好瓜的方法
控制系统方案的设计 参考见p120页的案例分析
一般的步骤 1）设计项目2）设计分析3）设计构思4）画出开环或闭环控制系统的方框图
确定目标，明确任务
分析基本因素
明确主要事项
确定环节和时序
修改方案
列出流程图
结束
是否达到要求
否
是
流程设计步骤（与设计的过程相联系）
明确问题、设立目标
分析计算、评价比较
检验核实、做出决策
收集资料、制定方案

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