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通 用 技 术 第 二 册
知 识 点 梳 理
第一章 结构及其设计
知识框架
第三章 系统及其设计
第四章 控制及其设计
第二章 流程及其设计
第一章 结构及其设计
第一节 初识结构
一、结构的含义与功能：
1、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。结构本质是为了承受力和抵抗变形的。
2、结构的各组成部分，通常称为构件;物体的主体框架与构造形式称为架构。
二、常见的结构类型
1、实心结构（大坝、墙体、城墙）
特点：外力分布在整个体积中,能承受较大的压力。
2、框架结构（房屋的门、窗）通常由杆件组成。
特点：有支撑空间而不充满空间。
3、壳体结构（梁、拱、桁架）由曲面形板与边缘构件组成的空间结构。
特点：外力作用在结构体的表面上。
第二节 典型结构分析
一、单杠结构分析
1、单杠的构件有杠体、立柱和拉杆。杠体是
器械的主体，立柱和拉杆共同支撑杠体并承受荷载。
2、拉伸、压缩与弯曲
（1）构件受到外力作用时，会发生形状或大小的改变，
这种改变称为变形。
拉力产生的变形为拉伸。压力产生的变形为压缩。
（2）当杆件受到与杆轴线相垂直的外力作用时，
杆件产生的变形为弯曲。
发生弯曲变形的杆件，称作梁。
二、棚室屋架结构分析
1、荷载：梁、立柱、和墙共同组成荷载的主要支撑系统。分为静载与动载。
静载（是不随时间变化而变化的永久性荷载）：屋面、 梁、檀条的重量。
动载（根据承受情况变化而变化的可变性荷载）：带有偶然性，如风载、雪载。
2、梁的受力：梁的上部受压力材料被 挤压；
下部受张力材料被拉伸。防止过分弯曲的最简单方法
是在梁的下面增加支撑点，这样压力就被分摊了。
中性层：在上部和下部之间既不受拉也不受压。
3、棚室结构一般多采用拱结构
（即中间高四周低呈弧形的曲面）
既美观又利于承载。
三、钢箱梁桥结构分析
钢箱梁，又叫钢板箱形梁，是桥梁工程中梁的一种。
内部为空心状，外形像一个大箱子，
是大跨径桥梁常用的结构模式。
具有质量小、节省钢板、抗弯和抗扭刚度大、
安装迅速、美观等特点。
第三节 结构的强度与稳定性
（一）强度是物体结构抵抗破坏的能力
1．强度用应力（作用在单位面积上的内力）来衡量。σ＝FN/S (FN为内力，S为截面积)
如粗绳比细绳受力面积大，承受的应力小变形就小，即粗绳的抗拉强度就大。
内力：在外力作用下发生形变时，内部分子产生的一种抵抗变形的力。
2、影响结构强度因素：
（1）形状、(三角形、钻石结构)
（2）材料：混凝土(抗压)、钢筋(抗拉)等
（3）材料的连接方式：
不能相对运动刚连接（榫接、胶接、焊接、铆接等，连接牢固）
可以相对运动的铰连接（折叠伞伞骨间的连接、门与门框的连接，方便灵活）
榫连接
铆接
（二）结构稳定性
1、稳定结构：能传递（或承受）任意形式的荷载。
3、稳定性是结构具有阻碍翻倒或移动的特性。
影响结构稳定性的因素：
（1）重心的位置(越低稳定性越好) (不倒翁)
（2）结构支撑的面积（越大稳定性越好）
（3）结构的几何形状（上端小下端大稳定性好）(三角形、金字塔)
可用以下方法来增加结构稳定性：
增大结构的底面面积(利用三角形构架及其组合结构)；
降低结构整体重心位置；减小长细比(纵向长度/横向长度)。
第一节 了解流程
1、若干环节随着时间的变化，依序完成的进程流称为流程。
2、流程的两大关键点：环节(可分解的若干小过程)和时序(各环节按一定的时间顺序先后出现、完成)。
有的流程时序不可颠倒，有的流程时序可颠倒。
乘坐火车的流程：
购票——安检（进站）——候车——检票（入站台）——上车——下车——出站（不可颠倒）
做饭的流程：
点火——开油烟机——做饭——关油烟机——闭火（可颠倒、可优化）
3、流程单元要经历流程中多个环节，带有时序的各个环节称为工序。
工序分为串行工序（从头到尾依先后顺序完成）和并行工序（可同时进行）。
第二章 流程及其设计
第二节 流程分析
1、表述流程的图形，称为流程图。
2、学画流程设计框图
(1)流程的全过程分解为若干个小过程----环节(用方框表示)；
(2)按时间顺序，将各环节依次排开，用箭头连接起来；
(3)对某环节，必要时按需要在方框中或方框外作简要注释。
第四节 流程优化
作为一个流程，在设计和实施过程中，通常会有很多问题，经常需要进行不断的修改和完善，这种对流程修改的过程，这种对流程修改的过程叫流程的优化。
（1）流程优化的目的：提高工作效率、提高产品质量、降低生产成本、节约能耗、保护环境、提高学习工作自觉性、提高办事效率。
（2）流程优化的内容：
工期优化、工艺优化、成本优化、质量优化、技术优化
（3）流程优化的条件：
①从外部条件看，要建立在设备或工艺水平的提高或完善的基础上。
②从内部条件看，要建立在对流程内在机理的进一步研究和实现的基础上。
（4）大部分趋向简化，有时增加环节也是优化。
（5）优化可以是环节的改变，也可以是时序的改变。
第一节 揭开系统的面纱
一、系统的含义与分类：
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。
系统中最小的单元是元素。
2、系统按不同的标准和需要分类：
（1）自然系统和人造系统
自然系统：由自然力而非人力所形成（人体系统）
人造系统（人工系统）：由人工建造、加工而成（卫星、桥梁、房舍）
第三章 系统及其设计
（2）实体系统和抽象系统
实体系统（硬系统）：看得见、摸得着的具体实体为元素构成（加温系统）
抽象系统（概念系统、软系统）：由一些概念、原理、方法、制度、程序构成（智力竞赛软件）
（3）静态系统和动态系统
静态系统：不随时间推移而变化（棚室环境系统）
动态系统：系统的结构和状态具有产生、变化与发展、消亡的过程（城市系统、生态系统）
（4）开放系统和封闭系统
开放系统：与环境相互发生联系、交换（人体系统）
封闭系统：不与环境相互发生联系、交换（封闭容器中的化学反应）
第二节 系统的基本特性分析
一、系统分析：
系统分析的基本方法：是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。还应遵循科学性原则、整体性原则和综合性原则。
二、构成系统要具备的三个条件：
(1)至少要有两个或两个以上的组成要素；
(2)要素间相互联系、相互作用，按一定方式形成一个整体；
(3)这个整体具有的功能是各个要素的功能中所没有的。
三、系统的基本特征：
1．整体性（集合性）：是系统最基本属性，要求局部服从整体。
如：龙舟；丢卒保车；一招不慎，全盘皆输；
2．相关性：各元素间相互联系、相互作用、相互依赖、相互影响 （并不是各元素简单相加）如禁止捕杀野狼来保持生态平衡。
3．目的性（功能性）：每个系统都有特殊的功能，如洗衣机用于洗涤。
4．环境适应性：系统必须适应外部环境的变化。如：春捂秋冻。
以上特性构成了系统的基本思想。
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，就是系统的基本分析方法。
第一节 什么是控制
一、控制的概念：
1、控制：人们根据自己的目的，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。(这里所说的手段就是控制技术)
2、控制实例：汽车驾驶、十字路口红绿灯控制、冰箱内温度的控制、声光控楼梯灯、自动门控制等。
3、控制技术的应用：
(1)生产过程中，对压力、温度、湿度和流量的控制；
(2)机器制造业，机器零件加工、处理和装配中；
(3)农业生产中，对大棚中温度、湿度和光照的控制；
(4)现代化的生活用品，冰箱、洗衣机、空调都采用了先进的控制技术。
第四章 控制及其设计
一、（1）信息流经一个闭合环路，这类系统称为闭环控制系统。闭环控制系统中，将输出信息反传给比较环节以增强或减弱输入信号的效应，称为反馈 。分为正反馈“+”和负反馈“—”
代表输入信号与与反馈信号比较，称为比较环节。
没有反馈，不存在闭环，这类系统称为开环控制系统。
（2）控制系统由两部分组成：被控对象和控制装置（传感器、控制器、执行器等）
二、两种控制方式的比较
开环：
闭环:
闭环控制系统与开环控制系统相比：有无反馈即信息流的传递方式是不同的。
不同系统 路 径 特 点
开环控制系统 系统的输出量仅受输入量控制，输入端到输出端之间的信号是单向传递 。(信息从输入端传到输出端，仅一条路径)
输出量不对系统的控制产生任何影响，（控制精度不高）
闭环控制系统 在系统的输入端和输出端之间，还有一条从输出量返回到输入端的反馈环节，它们形成了一条闭合回路，反馈环节使得输出量的改变对控制的过程产生直接影响。(即有两条路径：一条自输入端传至输出端；另一条是输出端信息反传到输入端的比较环节)
把系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响较高控制精度和较强的抗干扰性能
第三节 控制系统框图
一、1、系统框图是系统设计方案的图形描述，它能清楚地表述控制系统的设计方案。
2、信息流经的路径叫作通道。
前向通道：信息流自系统输入，经比较环节、执行器到被控对象。
闭环控制
反馈通道：信息流采自被控环节的输出流经反馈环节，再反馈到系统的输入端
两条通道构成闭合回路，即闭环，也称回路。
二、控制系统是由多种环节构成的。
三、控制系统框图的绘制方法
1、开环系统
2、闭环系统
给定量=输入量 被控量=输出量
带箭头的直线表示信息在系统中的流动、传递的方向。
+正反馈（信号加强），- 负反馈（信号减弱）
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第四节 控制系统的干扰
一、干扰就是控制系统的外部环境或条件对系统工作准确性产生的影响，即除给定量外，引起被控量量值变化的各种因素，这种因素就叫干扰因素(越小越好)，这类影响称作干扰作用。
例如：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；雨天交通、病毒攻击人体、阵风干扰飞机和外界温度对体温的影响等。
在控制系统框图中，干扰作用一般体现在被控对象上。
二、抗干扰性
如果一个控制系统弄够很好地避开或抑制干扰，使干扰对系统产生的影响很小，我们就说这个系统抗干扰性强。
系统本身没有自动纠正能力，要进行纠正，必须借助与人工，所以开环控制系统的控制精确度相对较低，抗干扰能力较低。闭环控制系统可以将控制的结果反馈回来与希望值比较，并根据它们的误差调整控制作用的系统，所以闭环控制系统的控制精确度相对较高，抗干扰能力较高。

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