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系统设计的优化与实现（第一课时）
学习目标
1. 通过简单系统设计方案的实现，熟练运用系统设计实现的基本方法。
2. 历经系统的制作，能够理解并运用系统和工程思维分析解决问题，并进行评价。
知识回顾
系统设计就是要把设计对象看做一个完整的系统，对系统进行分析和综合，使系统内部协调一致，并使系统与环境相互协调，以获得整体目标最优的设计。
1. 确定系统设计的总体目的要求
2. 基本的设计分析
3. 系统的设计
4. 系统的优化
5. 系统的评价与改进
学生活动：利用必要的材料和工具，动手制作各小组自行设计的抽水器系统。
制作要求：
（1）根据设计草图，重新绘制技术图样。
（2）选择合适的工具及工艺，正确操作并制作模型。
（3）具有较好的稳定性和强度；不宜损坏，连接较牢固。
（4）选择合适的尺寸大小，保证一定的美观性，考虑一定的装饰属性。
（5）组内团结协作，分工明确，共同完成任务。
任务：简易抽水器的制作及优化
根据技术试验的要求，对抽水器模型进行必要的技术试验，论证其合理性和实效性。
活动要求：
（1）选择正确的技术试验，从功能、强度等多角度对抽水器模型进行试验，并写好试验报告。
（2）根据试验过程和结果，撰写使用和维护说明书。
（3）根据设计要求，从设计的考虑因素出发，针对自己小组的作品进行评价。
任务：简易抽水器的制作及优化
问题2：在评价时，采用何种评价方式更优？
评价有多种形式，对于实体系统设计而言，需要对模型或原型进行实际运行测试和评价。
问题1：在系统设计实现过程中，主要包含哪些工作？
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。
任务：简易抽水器的制作及优化
总 结
系统设计的实现：
1. 系统设计实现的内容。
2. 模型或原型的制作与测试内容及注意事项。
3. 系统设计实现的评价。
如图所示是家庭太阳能光伏发电系统，下列关于该系统设计的分析中不正确的是（ ）
A. 可将该系统分为发电子系统、电能储存子系统和电能逆变用电子系统
B. 可以增加向电网输电子系统，使多余的电能不浪费
C. 电能逆变用电子系统出现故障一定会对发电子系统造成影响
D. 蓄电池组和太阳能板虽然分别属于不同的子系统，但设计蓄电池组容量需要考虑太阳能板的大小
C
练 习
系统设计的优化与实现（第二课时）
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）。
优化的目标
最小成本获得最大利润
最少能耗生产更多产品
单位面积上收获更多的作物
最短时间掌握更多的知识
【任务一】优化系统设计的方案
影响因素：对系统的目标函数产生显著影响，
并可人为调节的因素。
如：套种的技术水平、套种的田间管理、病虫害防治等
约束条件：对系统优化产生限制作用，
并且不可人为调节的因素
如：农作物的生长特性、天气、气候等因素
【任务一】优化系统设计的方案
最优解与满意解：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)。
系统优化方案
【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，有的运用数学模塑求解，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。
案例：校园雨水收集系统方案的优化
案例：校园雨水收集系统方案的优化
方案1
案例：校园雨水收集系统方案的优化
方案2
案例：校园雨水收集系统方案的优化
方案3
案例：校园雨水收集系统方案的优化
方案 优点 缺点
方案1 屋面和地面分为两个子系统，节能。 缺少沉淀净化过程
方案2 增加了中水处理过程 缺少沉淀净化过程
方案3 增加了水力发电子系统 缺少中水楼上储存设备
【任务二】实现校园雨水收集与利用系统的设计方案

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