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课时2　系统分析及其设计
第三章　系统及其设计
目 录
CONTENTS
任务清单与知识构建
01
案例导学厘清重难点
02
随堂达标检测
03
课时分层训练
04
任务清单与知识构建
1
任务一　探究系统分析的一般过程和基本方法
1.系统分析的步骤
(1)决策方法：决策方法有____________和____________。系统分析是一种____________的方法。
(2)系统分析定义：为了发挥系统的功能，实现系统的目标，运用_______________对系统加以周详的考察、分析、比较、试验，并在此基础上拟订一套有效的___________________，或对原有的系统提出改进方案的过程，就是系统分析。系统分析的出发点是为了发挥系统整体功能，目的是寻求解决问题的最佳决策，一般是从系统的整体功能出发，全面地思考与解决问题。
经验决策
科学决
科学决策
科学的方法
处理步骤和程序
(3)系统分析的一般步骤：
________________________ 明确所分析的系统及其结构，确定所要研究问题的性质和范围，提出所要达到的目标，明确约束条件
________________________ 收集相关资料，制订解决问题的备选方案，进行多目标的权衡与分析，并明确技术实践线路
________________________ 对系统进行整体分析，对各子系统进行分析，对系统进行建模与推演，对各种方案进行评价比较
________________________ 通过实证对方案的实施效果做出评判。如果对方案不够满意，还可按上述程序进行反复，直到获得满意的方案为止
明确问题、设立目标
收集资料、制订方案
分析计算、评价比较
检验核实、做出决策
2.系统分析的方法
系统分析方法是指把要解决的问题作为一个系统，对系统各要素及其之间的相互关系进行综合分析，找出解决问题的可行方案。用______的形式对系统进行分析和研究的方法是系统科学的基本方法。
(1)模型的三个特征：①___________________________________________；
②___________________________________________________；
③__________________________________________。
建模
是现实系统的抽象或模仿
是由那些与所分析问题有关的要素构成
表明了有关要素之间的相互关系
(2)技术领域系统分析中较为常用的是系统的____________和____________。
①数学模型：用____________、______等描述事物的特征模型，将现实生活中的原型抽象概括成数字语言，运用已有数学方法分析求解，得出结论。
数学模型突出事物的主要因素，舍弃事物的次要因素，便于抓住事物的本质进行分析研究。
②框图模型：用__________________代表系统的各个要素或子系统，框图内或框图边注明要素或子系统的名称，按照系统的结构模式把它们排列安置于适当位置，用____________或____________把这些小框图连接起来，以表示系统的__________________，再用无向线段或有向线段表示系统与环境的联系，形成的框图称为系统的框图模型。
数学模型
框图模型
数学公式
图表
封闭的小框图
无向线段
有向线段
基本结构框架
3.系统分析的原则
(1)_______________：系统分析首先要着眼于系统整体，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)_______________：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说服力。
(3)_______________：当系统存在若干个目标时，需要综合分析，统筹兼顾不可顾此失彼，因小失大。某些情况下综合多个方案的优点，会取得意外效果。
整体性原则
科学性原则
综合性原则
任务二　体验简单系统设计的过程
系统设计
(1)系统设计是在系统分析的基础上，设计出满足预定目标的系统的过程。
(2)系统设计应考虑的主要问题
①系统设计的目的与要求。要从整体出发，以系统整体功能的最优为目的。
②系统各部分之间的相互联系与相互作用。
(3)系统设计的步骤：把系统分成若干个部分；确定各子系统的目标、功能及相互关系；对子系统及系统进行设计和评价等。
案例导学厘清重难点
2
重难点　系统分析的三个原则
系统分析的综合性原则与技术的综合性的区别
系统分析的综合性原则 技术的综合性
属性 系统分析的主要原则之一 技术的性质之一
含义 综合分析，统筹兼顾(关键点：多目标统筹兼顾) 具有跨学科的性质；技术的研发运用多种学科、多种知识、多种技术(关键词：学科、知识)
区别 技术的综合性是内因，系统分析的综合性原则是结果
系统分析的整体性原则与系统的整体性、系统分析的综合性原则的区别
系统的整体性 系统分析的整体性原则 系统分析的综合性原则
属性 系统的(最)基本属性 系统分析的主要原则之一 系统分析的主要原则之一
区别 ①部分影响整体功能的实现 ②部分构成整体 ①先整体，再局部 ②先长远，再眼前 ③先主要，再次要 强调多个目标统筹兼顾
总分关系，先总后分 并列关系，统筹兼顾
A.工控机的运行速度会影响工件装配效率
B.位置检测传感器的可靠性对装配系统工作的稳定性没有影响
C.设计系统时需要根据产能要求计算传送带和机械手的运行速度
D.选择机械手时需要考虑工件A的质量大小
B
解析　系统工作时，当位置传感器检测到工件A时，传送带Ⅰ暂停；工控机根据工件B相对于基准位置的偏差确定工件B的坐标，控制机械手抓取工件A并装配到工件B。位置检测传感器的可靠性对装配系统工作的稳定性有影响。所以选B。
A.要定时给染色池添加染液
B.电机功率的选择需要考虑阻尼器的阻尼大小
C.染色过程中右滚筒的转速随着左滚筒转速的
减小而减小
D.可以对不同厚度的布进行染色
解析　由题意可知，随着左滚筒卷的布料越来越多，左右滚筒要同步，左边滚筒转速要变小，右边滚筒转速要变大，C错。
C
A.扫描仪的扫描速度会影响分拣效率
B.机械手设计时不需考虑快递的重量
C.扫描仪传感器的可靠性会影响分拣系统的稳定性
D.设计系统时需根据传送带的运行速度计算出机械手的运行速度
解析　工作时，机械手需要将快递分拣到不同分拣框内，所以机械手设计时需考虑快递的重量。所以选B。
B
A.在配料控制中心设置所需不同原料的重量
B.原料料仓的出料口打开时，对应称量装置的出料口必须关闭
C.料罐放置好后，若运输皮带马上运行，会影响所需原料的重量
D.为了提高配料精度，当检测到的重量接近预设重量时，可减小原料料仓出料口的开合程度
答案　C
解析　运输皮带属于原料输送子系统，不会影响所需原料的重量。
A.三个子系统有机结合才能构成具有自动排风等
功能的地下车库系统
B.系统工作时依据进入车库的车辆数进行决策，
启闭不同方位风机台数，遵循科学性原则
C.其中一个传感器或排风机出现故障不会导致
系统瘫痪，不能说明要素与系统没有关联
D.长时间使用，传感器检测性能会下降，体现系统的动态性
B
解析　A项为形成系统的基本条件之一，正确；三条基本原则是否遵循的前提是设计系统或系统优化时而非系统工作时，B错；系统中一个要素发生故障或问题，对系统都有影响，只不过程度不一，题中的影响是不会对系统崩溃有影响，但会影响其功能的发挥，C正确；长时间使用，系统中某些要素如传感器性能发生变化，系统与外界有物质、能量、信息的变化属于动态性内容，故D正确。
A.该系统可分为液位检测子系统和浇注流量控制子系统
B.各子系统单独工作，都不能实现液位控制的功能，体现了系统的整体性
C.设计该系统时，要从整体出发，以系统整体功能的最优为目的
D.选择液位仪时，既要考虑电涡流传感器，又要考虑液位显示器等，体现了系统分析的综合性原则
答案　D
解析　系统分析的综合性原则指系统存在多个目标(功能)时统筹兼顾，D选项描述的选择液位仪属于系统的组成，并不是系统的目标。
图a
图b
A.系统设计要从整体出发，以快速有效地封装货箱、分拣货箱为目标
B.系统分析过程中建立了系统框图模型，属于建模的分析方法
C.系统设计要考虑货箱传输子系统与分拣子系统之间的相互影响
D.工控机可根据计算模型分析出货箱是否封装好，体现了系统分析的科学性原则
答案　D
解析　这是工控机计算，不是人分析计算系统。
A.传送子系统和贴标子系统之间相互作用、相互联系
B.长时间运行后需要对传送带进行维护，体现了系统的动态性
C.系统设计时，要从整体功能出发，以将标签准确贴到产品的规定位置为目标
D.系统可根据计算出的延时时间启动标签皮带机，体现了数学建模的系统分析方法
答案　D
解析　系统分析是人运用科学的方法对系统加以周详的考察、分析、比较和试验；D选项是控制系统的分析计算，不能体现系统分析方法。
随堂达标检测
3
A.选择座椅传感器，要考虑ECU型号，体现系统的相关性
B.当车速大于5 km/h且安全带未系时，预警单元能够报警，体现了系统的目的性
C.系统设计时，进行建模测试评估，确立最适合的预警系统，体现了系统分析的科学性原则
D.在设计该系统时，综合了多种方案的优点，体现了系统分析的综合性原则
D
解析　综合多方案的优点，不是这个系统目标，因此无法体现系统分析的综合性原则。
A.电梯监管系统由监控报警系统、楼控系统、客户端系统等子系统组成
B.摄像机出现故障，会导致电梯监管系统无法正常工作，体现了系统的整体性
C.监控报警系统能准确区分电瓶车与其它车辆，体现了系统的目的性
D.客户端系统既可远程喊话教育，又可手动解除报警，体现了系统分析的综合性原则
D
解析　选项D：客户端系统既可远程喊话教育，又可手动解除报警，都是系统的功能，体现的是系统的目的性，选项错误。
A.定日镜的聚光装置的反射率、焦点偏差等均能
影响发电效率
B.通过熔盐罐储存太阳能，使系统可以在阴雨天或夜间发电，不用考虑环境因素
C.加热器温度异常或产生污垢后易造成设备损伤，要实时监测并及时清洁
D.需根据汽轮机入口热能的温度等级及热量、蒸汽压力等情况选择相应发电机
B
解析　任何系统都不是孤立存在的都要在一定的环境中使用，所以系统的设计一定要考虑环境因素.B项错误。
A.该系统的设计需要在系统分析的基础上完成
B.进水阀体需要定期除沙防堵，体现了系统的
环境适应性
C.设计系统时要根据需求计算水箱体积和进水速度
D.在水箱中放置一个灌满水的密封塑料瓶，可以节约用水
B
解析　进水阀体需要定期除沙防堵，体现了系统的动态性。
5.增程式电动车是一种新能源汽车，其增程控制系统工作过程是：在车辆行驶过程中，当电池电量充足时，直接由电池供能驱动电动机，内燃机和发电机组成的增程器不工作；当电池电量低于30%，增程器开始工作，它输送电能经过逆变器驱动电动机，此时如果有多余的电量会留给电池充电；当电池充到80%时，增程器就停止工作，交给电池单独为电动机供电。增程式电动车为车主带来近距离行驶用电池，远距离行驶靠增程器的能量优化配给方案。下列关于该增程控制系统的分析的说法中合理的是(　　)
B
A.该系统的目的是为了将电池电量维持在30%—80%
B.增程器的功能是将化学能最终转化为电能
C.逆变器故障，增程器将无法输出能量到其他部分
D.增大内燃机功率就能提高满油满电的行驶里程
解析　系统工作过程：车辆行驶时，当电池电量充足(不低于30%)时，直接由电池供能驱动电动机，增程器不工作；当电池电量低于30%，增程器开始工作，该系统的目的是为车主带来近距离行驶用电池，远距离行驶靠增程器的能量优化配给方案而不是为了将电池电量维持在30%－80%，A项错误；增程器由内燃机和发电机组成，其功能是将化学能最终转化为电能；逆变器故障，不能驱动电动机，增程器输出的能量会给电池充电。增大内燃机功率不一定提高能量的转换效率，不一定能提高满油满电的行驶里程。所以选B。
A.选择推杆时，既要考虑电机1的位置又要考虑传动带的宽度
B.控制器的运行效率会影响产品识别的准确率
C.提高传送带传送速度有利于推杆精准推下不合格产品
D.传感器的可靠性对产品传输子系统没有影响
C
解析　A：要把物体推出去，推杆长度要足够。电机的位置会影响推杆行程。D：传感器影响的是产品筛选子系统。
4
课时分层训练
基础巩固篇
素养提升篇
A.该系统能实现对滑台位置的间接控制，体现了系统的目的性
B.该系统中的电机控制子系统和机械传动子系统相互影响，体现了系统的相关性
C.该系统根据电机的转动角度和丝杆的螺纹间距计算出滑台移动的距离，从而实现对滑台位置的间接控制，体现了系统分析的科学性原则
D.电机会根据指令而转动，体现了系统的目的性
答案　C
解析　系统分析的原则需要在系统分析、设计时人使用，不是在系统运行时系统本身的分析计算。在系统运行时进行分析计算，不属于系统分析范畴，选项C错误。
2.常规的电梯，乘客在等电梯时只能按上下按钮，进入电梯后再选择要去的楼层。由于乘客可能去不同的楼层，电梯会在各楼层停靠。为了减少电梯的停靠次数，人们设计了目的楼层控制系统(DOAS)。这种优化电梯的楼层按钮设置在外面，电梯里面只有开门和关门两个按钮。系统能根据乘客在大堂候梯时输入的楼层号来有效地分配电梯轿厢，引导要去同一楼层的乘客进入同一轿厢。关于该电梯目的楼层控制系统，以下说法正确的是(　　)
B
A.该系统能够合理分配电梯轿厢，有效减少电梯的停靠次数体现了系统的动态性
B.某台电梯出现故障，会使其他电梯在楼层间停靠次数增加，体现了系统的相关性
C.该系统适用于有多台电梯并行的高档写字楼或大型商场，体现了系统的环境适应性
D.该系统能通过分析计算，最大限度地提高电梯效率，体现了系统分析的科学性原则
解析　选项A：该系统能够合理分配电梯轿厢，体现的是功能，为系统的目的性，选项错误；选项C：表述为系统的使用环境，没有讲到环境变化的适应问题，选项错误；选项D：系统本身拥有的分析计算功能，不属于科学性原则，选项错误。
A.继电器和电磁阀的工作参数要匹配，体现了系统的相关性
B.选择压力泵时，需要考虑它的功率
C.流量传感器的可靠性对过压保护控制子系统的工作基本没有影响
D.设计该系统时，既要考虑检测装置，又要考虑压力泵等，体现了系统分析的综合性原则
答案　D
解析　D.压力泵是要素不是目标，因此无法体现系统分析的综合性原则。
4.曳引式电梯有电气控制系统、曳引机控制系统、导向系统、轿厢系统等八大子系统。该系统工作过程：当有人在门厅按下外呼按钮[↑]、[↓]，控制柜确认目标层，曳引机开始工作，通过曳引钢丝绳驱动轿厢运动，轿厢到达每一楼层都会触发平层开关，从而让控制柜判断电梯是否需要减速并制动，直至停在目标层。下列关于曳引式电梯系统的分析中，正确的是(　　)
D
A.曳引式电梯由电气控制系统、曳引机控制系统、导向系统、轿厢系统等八大系统组成，体现了系统分析的整体性原则
B.通过外呼按钮[↑]、[↓]可以确认目标层，体现了系统的目的性
C.当曳引钢丝绳断裂，限速器安全钳系统启动，将电梯卡死在导轨上，体现了系统的环境适应性
D.在安装调试时，需要根据层高、电机功率、平层开关位置等设定电梯的运行时间，体现了系统分析的科学性原则
解析　A：系统分析的整体性原则指的是系统在分析过程中要先整后分，选项中表达是该系统由多个子系统组成，体现了系统的整体性，不是系统分析的整体性。B：通过外呼按钮[↑]、[↓]可以确认目标层，是子系统的功能，不是整个电梯系统的功能，因此没有体现曳引式电梯系统的目的性。C：系统的环境适应性指的是当外部环境发生变化时，该系统能否适应其变化，题中是系统自身的故障导致的，非外部环境变化引起，因此不能体现系统的环境适应性。
A.外出期间，家里检测到异常，APP会及时推送信息和电话提醒，可实时查看房间状况，体现了系统的目的性
B.该系统能抵抗外界干扰信号的影响，体现了系统的环境适应性
C.智能家居控制系统利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术，体现了系统分析的综合性原则
D.随着技术的发展，智能家居控制系统不断自动更新、升级，体现了系统的动态性
C
解析　选项C：体现的是技术的综合性。
A.该系统由蜗轮、蜗杆、丝杆等组成，体现了系统分析的综合性原则
B.电动机根据程序转动，驱动蜗杆带动蜗轮与丝杆运动，体现了系统的相关性
A
解析　选项A：多个部分组成，体现了系统的整体性特征，系统分析的综合性原则指统筹兼顾，考虑多个功能，选项错误。
C.在工作温度过高时，该系统会自动停机，
体现了系统的环境适应性
D.蜗轮的磨损将影响刀体的控制精度
A.该系统可分为报警子系统和温度显示子系统
B.该系统可以是大面积的测温，也可以是被测物体上某一点的测温，体现了系统的目的性
C.利用红外辐射测量温度，会受到测温距离、烟尘和水蒸气等外界因素的影响，其测量误差较大，体现了系统的动态性
C
解析　选项C：受到外界环境的影响，测量出现误差，环境适应性差，选项错误。
D.结合红外测温工作原理及实际操作的需要，进行了相关参数的计算和论证，最后确定测温仪的优化方案，体现了系统分析的科学性原则
8.如图所示为传统高层建筑水塔水位控制系统设计方案。从系统的角度分析，下列关于该水塔水位控制系统的说法中正确的是(　　)
C
A.水位自动控制功能是系统中各个部分在孤立状态
下所没有的，体现了系统的相关性
B.当水塔水位和水池水位同时低于其下限水位时，电机M2不能启动，体现了系统的环境适应性
C.设计时根据水塔高度等数据选择合适功率的水泵电机，体现系统分析的科学性原则
D.设计系统时需运用计算机科学、控制工程和系统论等知识，体现系统分析的综合性
解析　选项A：整体的功能是要素在孤立状态下所没有的，属于系统的整体性，选项错误；选项B：环境适应性是要适应外界的环境。而水塔水位，水池水位都是属于这个控制系统内部的，选项错误；选项D：是体现的技术的综合性，不是系统分析的综合性原则，选项错误。
A.该系统可以分为主动防颤子系统和云端管理子系统
B.手柄内的传感器的灵敏度会慢慢降低，体现了系统的动态性
C.该系统能自动识别并区分有意识运动和无意识抖动，体现了系统的环境适应性
D.设计该系统时，既要考虑防颤效果又要考虑续航能力，体现了系统分析的综合性原则
C
解析　选项C：环境适应性是要适应外界的环境。自动识别并区分有意识运动和无意识抖动，属于功能和作用，选项错误。
A.该系统可应用在商场、学校等各种场所的门口，实现对车辆的管制和保障场所安全，体现了系统的目的性
B.柱体顶部有黄色环，晚上还会发出灯光，体现了系统的环境适应性
C.设计该系统时，既要考虑其升降功能，还要兼顾其防水、耐热、抗寒、抗撞等要求，体现了系统分析的综合性原则
D.设计时根据汽车的大小和人的尺寸确定柱体间的宽度，体现了系统分析的科学性原则
B
解析　选项B：柱体顶部有黄色环，晚上还会发出灯光，体现了系统的目的性，选项错误。
A.该板材裁切系统能根据设定长度自动裁切板材，
体现了系统的目的性
B.旋转编码器出现故障，自动裁切控制系统无法正常
工作，体现了系统的整体性
C.输送带没有将待裁切板材输送到设定位置，气动裁切就不会启动，体现了系统的环境适应性
D.既要考虑裁切位置的精度，又要考虑裁切效率，体现了系统分析的综合性原则
答案　C
解析　选项C：输送带与气动裁切都是系统内部组成要素，并非对环境的适应。选项错误。
A.液压泵部件属于该压力调节系统的要素
B.主缸、电磁阀、轮缸等部件有相互联系相互作用，体现了系统的相关性
C.出现紧急制动时，该系统能调节制动压力防止车轮抱死，体现了系统的目的性
D.ECU根据车轮速度控制电磁阀间断性工作，体现了系统分析的科学性原则
答案　D
解析　选项D：ECU根据车轮速度控制电磁阀间断性工作，这不是系统分析，选项错误。
A.该系统由电液伺服阀、液压缸、电位器、放大器等
部分构成，体现系统的整体性
B.设计放大器电路时既要考虑电位器的电信号，又要
考虑电液伺服阀的功率等，体现系统分析的综合性原则
C.设计系统时，首先要考虑机械手臂的伸缩功能，然后考虑控制的精度，体现系统分析的整体性原则
D.液压伺服阀的开度会影响液压缸左右腔的压力差，体现系统的相关性
答案　B
解析　选项B：考虑各个部件的参数，不属于系统分析的综合性原则范畴，选项错误。
A.利用气压为动力打开庙门，体现了系统的目的性
B.重锤质量增加，需相应增加容器2中水的质量，体现了系统的相关性
C.设计时先考虑容器1，再考虑容器2，体现了系统分析的整体性原则
D.设计时根据开关门所需力的大小，计算出重锤和水的质量，体现了系统分析的科学性原则
C
解析　本题考查了系统的基本特性。利用气压为动力打开庙门，体现了系统的目的性，A选项正确；重锤质量增加，需相应增加容器2中水的质量，体现了系统的相关性，B选项正确；容器1与容器2是系统中的两个要素，两者具有相关性，C选项错误；计算出重锤和水的质量，体现了系统分析的科学性原则，D选项正确，故答案应选C。
A.若长时间未施肥，液肥出现沉淀堵塞管道，导致施肥不匀，体现了系统的相关性
B.该系统可以根据作物需水需肥规律随时供给，同时也更加能促进养分的吸收，体现了系统的目的性
C.该系统由水源工程、首部枢纽、田间输配水管网系统灌水器等部分组成，体现了系统的整体性
D.工程师经大量数据测定和科学计算，使需肥投放更加精准，体现了系统分析的科学性原则
A
解析　选项A：若长时间未施肥导致的堵塞管道主要体现的是系统的动态性，选项错误；选项B：描述的是系统的功能体现目的性，选项正确；选项C：系统由多个要素组成体现整体性，选项正确；选项D：工程师是在设计系统时经过数据测定和计算体现科学性，选项正确。
16.如图所示是全自动泊车系统，不用人工干预，实现自动无碰撞地完成侧方向泊车或垂直方向泊车功能。该系统的工作过程是：遍布车辆周围的传感器实时监测采集汽车位姿、目标位置和泊车环境信息，电子控制单元(简称ECU)根据传感器信息规划计算出最佳泊车路径和策略，车辆策略控制子系统根据控制指令，调整转向伺服、油门伺服和刹车伺服，控制汽车按预定目标泊车入位。下列关于全自动泊车系统的分析中正确的是(　　)
B
A.转向伺服、油门伺服和刹车伺服相互之间没有联系
B.保证系统整体功能最优的前提下，努力降低传感器成本，体现了系统分析的整体性原则
C.ECU根据采集到的数据信息规划计算出最佳泊车路径和策略体现了系统分析的科学性原则
D.能实时监测泊车环境信息，体现了系统的环境适应性
解析　选项A：系统各部分之间是相互联系的，选项错误；选项B：符合先分析整体，再分析部分的整体性原则，选项正确；选项C：ECU的规划和计算属于程序运行的结果，不涉及决策，故不能体现系统分析的科学性原则，选项错误；选项D：体现了目的性，选项错误。
17.如图所示是某智能化小区的门禁控制系统，由通道进出权限子系统、实时监控子系统、异常报警子系统等组成。通道进出权限子系统的工作过程：门禁控制器接收密码并与设定密码进行比较，密码正确时门禁控制器发出指令让电机转动，门开启；密码不正确，门不开启。从系统角度分析，下列分析中正确的是(　　)
D
A.实时监控子系统、异常报警子系统彼此独立、互不影响
B.通道进出权限子系统由键盘、门禁控制器、电机等组成，体现了系统的相关性
C.通过电机转动实现门的开闭，体现了系统的动态性
D.既要考虑该系统的功能，又要考虑系统的成本，体现了系统分析的综合性原则
解析　选项A：门禁控制系统的各个子系统是相互关联的，选项错误；选项B：通道进出权限子系统由键盘、门禁控制器、电机组成，体现了系统的整体性，选项错误；选项C：系统的动态性是指系统处在不停地变化之中，电机转动实现门的开闭不能体现出动态性，选项错误。
A.该自动定量配料系统由落料子系统、传送子系统、称重子系统等子系统组成
B.该系统运行时，料斗内物料的下落速度会影响到驱动电机的转速，体现了系统的相关性
C.在设计该系统时，既要考虑电动机的功率，又要考虑变频器的性能，体现了系统分析的综合性原则
D.根据物料设定值计算驱动电机对应的转速，没有体现了系统分析的科学性原则
C
数控系统组成及工作过程
A.数控机床提高了零件加工的效率和质量，体现了系统的目的性
B.检测装置的精度太低，会使数控装置向伺服系统输出的位移量指令偏差较大，体现了系统的相关性
C.数控机床传动系统容易发生磨损，体现了系统的动态性
D.设计数控机床系统时要考虑加工精度，以及加工效率，体现了系统分析的整体性原则
答案　D
解析　选项D：设计数控机床系统时要考虑加工精度，以及加工效率，统筹兼顾，体现了系统分析的综合原则，选项错误。
A.PLC能通过计算定量分析冲压距离，体现了系统分析的科学性原则
B.冲压控制系统能对原料进行冲压，体现了系统的目的性
C.长期使用，冲压杆会磨损，体现了系统的动态性
D.电动机出现故障会影响冲压杆的运动，体现了系统的相关性
解析　选项A：PLC进行的分析不属于分析系统时的科学性原则，选项错误。
A
A.能根据呼梯信号将电梯送至相应楼层体现了系统的目的性
B.曳引电动机长期使用性能下降，体现了系统的动态性
C.PLC能自动计算曳引电动机的运行方向及速度，体现了
系统分析的科学性原则
D.PLC的计算精度会影响变频器的输出精度，体现了系统的相关性
C
解析　选项C：使用系统进行计算分析，不属于系统分析范畴，选项错误。
D
A.该水台由出水控制子系统、温开水温度控制子系统和防干烧保护控制子系统组成
B.能够经过温度设定按钮任意设定饮水机的加热温度，体现了系统的目的性
C.为保证水质，净水器需要定期更换，体现了系统的动态性
解析　选项D：设计时用到了多种技术，体现的是技术的综合性，选项错误。
D.设计该系统时，需要用到微电脑编程技术、机械制造技术、电路检测等多项技术，体现了系统分析的综合性原则
A.洗瓶机需要定期停机清洗和消毒，体现了系统的动态性
B.传送带故障会导致饮料灌封流水线停转，体现了系统的整体性
C.设计该系统时，既要考虑饮料的生产速度，又要尽可能减少废品的数量，体现了系统分析的综合性原则
D.传送带的运行速度需要匹配各装置的运行参数，体现了系统的整体性
答案　D
解析　选项A：洗瓶机需要定期停机清洗和消毒，满足了系统都是动态的，处于发展和变化之中的特点，选项正确；选项B：一个要素的故障，影响了系统整体的功能，体现了系统的整体性，选项正确；选项C：饮料的生产速度和减少废品的数量都是该系统的目标，不可顾此失彼，需要统筹兼顾，体现了系统分析的综合性原则，选项正确；选项D：传送带的运行速度需要匹配各装置的运行参数，体现了系统的相关性，选项错误。
A
4.如图所示是消防联动控制系统。在发生火灾时，消防联动控制器按设定的控制逻辑向消防供水泵、报警阀、消防卷帘门和防烟排烟阀和通风消防设施准确发出联动控制信号，实现对自动灭火系统、火灾警报、防火分隔系统、防烟排烟系统的联动控制，接收并显示上述系统设备的动作反馈信号，同时接收消防水池、高位水箱等消防设施的动态监测信号，实现对建筑消防设施的状态监视功能。从系统角度分析，下列对消防联动控制系统分析中正确的是(　　)
A.可以分为自动灭火子系统、火灾警报子系统、防水分隔子系统和防烟排烟子系统等
B.火灾时各子系统工作，体现了系统的环境适应性
C.发生火灾时，供水泵开启，进行自动灭火，体现了系统的动态性
D.在设计该系统时，既需要考虑系统的成本，又要考虑系统的功能，体现了系统分析的整体性原则
解析　选项B：火灾时各子系统工作，体现了系统的目的性，不是环境适应性，选项错误；选项C：自动灭火是系统的目的性，不是动态性，选项错误；选项D：是系统分析的综合性原则，不是整体性原则，选项错误。
B
5.如图所示是某品牌的无人机，是许多航拍爱好者的必备武器之一。它可以实现精准悬停、自动避障、自动返航等功能。低电量自动返航子系统会在检测到电池剩余电量低于设定电量时进行自动返航，防止无人机没电坠落造成事故。关于该无人机系统，下列说法正确的是(　　)
A.运用了全新高清图像传输技术，体现了系统的创新性
B.自动避障算法需要事先进行分析计算和调试，体现了系统分析的科学性原则
C.定位装置的损坏会导致无人机无法起飞，体现了系统的环境适应性
D.设计时既要考虑发动机的性能又要考虑电池的容量，体现了系统分析的综合性原则
解析　选项A：系统没有创新性，体现了技术的创新性，选项错误；选项C：部分故障，部分影响整体，体现了系统的整体性；选项D：设计时考虑多种参数，体现了系统分析的科学性原则，选项错误。
A.该控制系统主要用于管道水压的控制，体现了系统的目的性
B.压力传感器的测量精度影响着变频器的工作，体现了系统的相关性
C.依据系统分析的综合性原则，设计系统时要兼顾高效、节能、安全等需求
D.系统运行时，恒压供水控制单元能够实时计算检测到的水压值与设定水压值的偏差，体现了系统分析的科学性原则
答案　D
解析　选项D：系统运行时，不属于系统分析的范畴，选项错误。
D
A.遇到异物车窗会停止上升，体现了系统的目的性
B.升窗电机上安装有霍尔传感器，体现系统的相关性
C.设计时建立物理模型，通过分析计算确定传感器的参数和类型，体现系统分析的科学性原则
D.系统优化时，既要考虑成本控制，又要考虑系统工作的可靠性，体现系统分析的整体性
D
A.能使蒸汽机的转速控制在一定范围内，体现了系统的目的性
B.该系统由蒸汽机、重球锥摆、皮带传动轮、蒸汽阀、连杆机构组成，体现了系统的整体性
C.蒸汽阀的开启程度会影响进入发动机的蒸汽量，体现了系统的相关性
D.连杆机构根据重球锥摆的摆角，调节蒸汽阀的开启程度，体现了系统分析的科学性原则
解析　A.蒸汽机转速控制系统的功能是使蒸汽机的转速控制在一定范围内，能体现目的性；B.系统由多个要素组成的一个整体，能体现整体性；C.强调蒸汽阀的开启程度会影响进入发动机的蒸汽量能体现相关性；D.科学性原则应体现系统分析时要进行科学、定量分析，D.选项不能体现科学性原则。
C
A.具有恒温控制功能，体现了系统的目的性
B.热电偶长期使用后精度降低，体现了系统的动态性
C.PLC能根据实际温度与设定值的差距计算出阀门
需要开启的大小，体现了系统分析的科学性原则
D.通过电动机调节阀门大小控制煤气进量，体现了系统的相关性
解析　系统分析的主体是人，因此PLC的分析计算不属于系统分析的科学性原则。故答案选C。
C
A.空气炸锅实现了普通炸锅的烹饪效果，体现了系统的目的性
B.空气炸锅主要包含：锅体、烹饪室、加热系统、送风装置、排气装置等部件，体现了系统的整体性
C.系统设计时，既要考虑加热系统，又要考虑送风装置等，体现了系统分析的综合性原则
D.系统设计时，需要对加热温度、热风流动速度等参数进行建模和定量分析，体现了系统分析的科学性原则
解析　本题考查系统的特性和系统分析的原则。系统分析的综合性原则指：系统分析总是为实现系统目标服务的。当系统存在若干个目标时，应将目标排出优先次序，首先选取最优先的目标，然后尽可能在不损害第一个目标的前提下完成下一个目标。这就需要综合分析，统筹兼顾，不可顾此失彼，因小失大。C选项中既考虑“加热系统”又要考虑“送风装置”不是考虑两个目标，不是系统分析综合性原则。
D
A.使发动机工作在相应最佳转速，体现了系统的目的性
B.各种传感器将发动机转速、节气门开度、车速等参数
转变为电信号输入到ECU，体现了系统的相关性
C.自动变速器油需要定期检查及更换，体现了系统的
动态性
D.ECU根据电信号，按照设定的换挡规律，向换挡电磁阀、油压电磁阀等发出电子控制信号，体现了系统分析的科学性原则
解析　本题考查系统的5个性质与系统分析的3个原则。“ECU根据电信号”D选项描述的是系统的功能，主体是物，为系统的目的性。系统分析的主体应为人。
A.机械手Ⅱ直接抓取传送带Ⅱ上的产品可提高装箱质量和效率
B.位置检测传感器的可靠性会影响装箱系统工作的稳定性
C.设计系统时需要根据产能要求计算传送带和机械手的运行速度
D.选择机械手时需要考虑待包装产品的质量大小
A
解析　A.根据题目描述，待包装产品整齐排列在传送带Ⅱ上，当相机Ⅱ检测到产品到达A位置时，推杆、挡板等将产品推送到接盘上，待检测到接盘上产品数量合适时，机械手Ⅱ一次性抓取接盘上的产品。如果机械手Ⅱ直接抓取传送带Ⅱ上的产品，可能会导致产品抓取不稳定或者抓取失败，从而影响装箱质量和效率。因此，选项A不恰当。B.位置检测传感器用于检测纸板箱和产品的位置，如果传感器的可靠性较差，可能会导致检测错误，从而影响装箱系统的正常工作。C.为了满足产能要求，需要合理设计传送带和机械手的运行速度，以确保系统能够高效地完成装箱任务。D.不同的待包装产品质量大小不同，需要选择适合的机械手来抓取和搬运产品，以确保抓取稳定和避免损坏产品。因此，B，C，D选项的描述都是恰当的。本题选择A。
D
A.出料口的大小应考虑物料颗粒的大小
B.楔形构件往上移动时，作用杆振动幅度减小
C.弹簧的作用是保证作用杆能够及时复位
D.如果要减小送料量，可以将配重往左移动
解析　颗粒大，则不能从出料口出来，故A选项正确，也体现了系统的相关性；楔形构件往上，则作用杆的移动距离减小，故B选项正确；作用杆向右移动后，如果没有弹簧，则停留在该位置，故需加弹簧使其复位，故C选项正确；本题需注意一个问题，题干提示：作用杆振动后将物料送至传送带，故应是振动幅度大则出料快，我们先弄清楚其控制的工作原理：当设定好配重后，由于连杆是个杠杆结构，若皮带轮上的物料较重，会使得连杆右边下降，而左边上升，根据B选项的分析，作用杆的振动幅度减小，使得出料量加大，反之则出料量减小。当配重往左移动时，楔形构件往下运动，会增大振动幅度，应该使得设定的出料量增大，故D选项错误。
C
A.选择机械手时需要考虑工件的外形
B.上料装置的运行速度会影响工件分拣效率
C.水平推杆用于推送金属工件，体现了系统的目的性
D.设计系统时需要根据产能要求计算传送带和机械手的运行速度
解析　系统的某个部分的目的并不能体现整个系统的目的性，选项C错误。
A
15.如图所示的鸡蛋分拣系统，包含托盘输送子系统、图像分析子系统和机械臂分拣子系统。工作过程：位置传感器1检测到托盘时，传送带1暂停，PLC控制相机拍摄鸡蛋透光图像并传送至计算机，计算机运行图像识别算法识别出裂壳蛋并发送其在托盘中的孔位信息给PLC；当存在裂壳蛋的托盘输送至传感器2时传送带2暂停，PLC根据孔位信息控制机械臂将裂壳蛋依次拣至收集盒。下列关于该鸡蛋分拣系统的设计与分析中合理的是(　　)
A.上料前应当设置鸡蛋自动清洗装置
B.为了提高裂壳蛋拣出率，可适当提升传送带的运行速度
C.为了优化成本，可用单个电机驱动两条传送带
D.图像识别算法的优劣会影响摄像机的使用寿命
解析　提高裂壳蛋拣出率，裂壳蛋应清晰，所以上料前应当设置鸡蛋自动清洗装置易于裂壳蛋的识别，但适当提升传送带的运行速度，不能提高裂壳蛋的识别速度；单个电机不能驱动两条传送带；图像识别算法的优劣不会影响摄像机的使用寿命。所以选A。课时2　系统分析及其设计
任务一　探究系统分析的一般过程和基本方法
1.系统分析的步骤
(1)决策方法：决策方法有__________________和__________。系统分析是一种____________的方法。
(2)系统分析定义：为了发挥系统的功能，实现系统的目标，运用____________对系统加以周详的考察、分析、比较、试验，并在此基础上拟订一套有效的________________，或对原有的系统提出改进方案的过程，就是系统分析。系统分析的出发点是为了发挥系统整体功能，目的是寻求解决问题的最佳决策，一般是从系统的整体功能出发，全面地思考与解决问题。
(3)系统分析的一般步骤：
________ 明确所分析的系统及其结构，确定所要研究问题的性质和范围，提出所要达到的目标，明确约束条件
________ 收集相关资料，制订解决问题的备选方案，进行多目标的权衡与分析，并明确技术实践线路
________ 对系统进行整体分析，对各子系统进行分析，对系统进行建模与推演，对各种方案进行评价比较
________ 通过实证对方案的实施效果做出评判。如果对方案不够满意，还可按上述程序进行反复，直到获得满意的方案为止
2.系统分析的方法
系统分析方法是指把要解决的问题作为一个系统，对系统各要素及其之间的相互关系进行综合分析，找出解决问题的可行方案。用________的形式对系统进行分析和研究的方法是系统科学的基本方法。
(1)模型的三个特征：①____________________；②________________________；③________________________。
(2)技术领域系统分析中较为常用的是系统的____________和____________。
①数学模型：用____________、________等描述事物的特征模型，将现实生活中的原型抽象概括成数字语言，运用已有数学方法分析求解，得出结论。数学模型突出事物的主要因素，舍弃事物的次要因素，便于抓住事物的本质进行分析研究。
②框图模型：用____________代表系统的各个要素或子系统，框图内或框图边注明要素或子系统的名称，按照系统的结构模式把它们排列安置于适当位置，用____________或____________把这些小框图连接起来，以表示系统的__________，再用无向线段或有向线段表示系统与环境的联系，形成的框图称为系统的框图模型。
3.系统分析的原则
(1)____________：系统分析首先要着眼于系统整体，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)____________：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说服力。
(3)____________：当系统存在若干个目标时，需要综合分析，统筹兼顾不可顾此失彼，因小失大。某些情况下综合多个方案的优点，会取得意外效果。
任务二　体验简单系统设计的过程
系统设计
(1)系统设计是在系统分析的基础上，设计出满足预定目标的系统的过程。
(2)系统设计应考虑的主要问题
①系统设计的目的与要求。要从整体出发，以系统整体功能的最优为目的。
②系统各部分之间的相互联系与相互作用。
(3)系统设计的步骤：把系统分成若干个部分；确定各子系统的目标、功能及相互关系；对子系统及系统进行设计和评价等。
重难点　系统分析的三个原则
系统分析的综合性原则与技术的综合性的区别
系统分析的综合性原则 技术的综合性
属性 系统分析的主要原则之一 技术的性质之一
含义 综合分析，统筹兼顾(关键点：多目标统筹兼顾) 具有跨学科的性质；技术的研发运用多种学科、多种知识、多种技术(关键词：学科、知识)
区别 技术的综合性是内因，系统分析的综合性原则是结果
系统分析的整体性原则与系统的整体性、系统分析的综合性原则的区别
系统的整体性 系统分析的整体性原则 系统分析的综合性原则
属性 系统的(最)基本属性 系统分析的主要原则之一 系统分析的主要原则之一
区别 ①部分影响整体功能的实现 ②部分构成整体 ①先整体，再局部 ②先长远，再眼前 ③先主要，再次要 强调多个目标统筹兼顾
总分关系，先总后分 并列关系，统筹兼顾
例1 (2023年1月选考)如图所示的装配系统，包含工件传输子系统和机械装配子系统，其工作过程：工件A整齐排列在传送带Ⅰ上，当位置检测传感器检测到工件A 时，传送带Ⅰ暂停；工件B放置在传送带Ⅱ上，当工件B进入相机的拍摄范围时，传送带Ⅱ暂停﹔相机拍摄工件B的图像并传送到工控机，工控机根据工件B相对于基准位置的偏差确定工件B的坐标，控制机械手抓取工件A并装配到工件B上。下列关于该装配系统的设计与分析中不恰当的是(　　)
A.工控机的运行速度会影响工件装配效率
B.位置检测传感器的可靠性对装配系统工作的稳定性没有影响
C.设计系统时需要根据产能要求计算传送带和机械手的运行速度
D.选择机械手时需要考虑工件A的质量大小
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例2 (2023年6月选考)如图所示是一种给布染色的卷染机系统示意图。将待染色的布装在右滚筒上，电机驱动左滚筒转动。带动布从右滚筒卷绕到左滚筒上，经过染色池完成染色。染色前将右滚筒上布的厚度输入工控机，染色时编码器实时测量电机和滚筒的转动信号，工控机根据转动信号计算出转速、卷绕圈数、布卷直径，并通过变频器来调节电机转速，使布保持稳定的线速度。右滚筒上的阻尼器使布保持一定的张力。下列关于该卷染机的分析中，不恰当的是(　　)
A.要定时给染色池添加染液
B.电机功率的选择需要考虑阻尼器的阻尼大小
C.染色过程中右滚筒的转速随着左滚筒转速的减小而减小
D.可以对不同厚度的布进行染色
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变式训练1 如图所示的快递分拣系统，包含快递输送子系统和抓取子系统，其工作过程为：快递整齐排列在传送带上，输送到扫描区，扫描仪扫描快递上的条形码后将相关信息输送到工控机，工控机根据相关信息控制机械手，将快递分拣到不同分拣框内。下列关于该快递分拣系统的设计与分析中不恰当的是(　　)
A.扫描仪的扫描速度会影响分拣效率
B.机械手设计时不需考虑快递的重量
C.扫描仪传感器的可靠性会影响分拣系统的稳定性
D.设计系统时需根据传送带的运行速度计算出机械手的运行速度
变式训练2 如图所示是某精炼电炉自动配料系统的示意图，包含原料重量控制子系统和原料输送子系统。原料重量控制子系统的工作过程：配料控制中心将原料料仓出料口打开，原料落到对应的称量装置上，当重量达到预设重量时，配料控制中心控制原料料仓的出料口关闭，原料输送子系统开始工作。原料输送子系统的工作过程：配料控制中心控制称量装置的出料口打开，原料落到运输皮带上，运输皮带开始运行，将原料送到料罐内。下列关于该精炼电炉自动配料系统的说法中不正确的是(　　)
A.在配料控制中心设置所需不同原料的重量
B.原料料仓的出料口打开时，对应称量装置的出料口必须关闭
C.料罐放置好后，若运输皮带马上运行，会影响所需原料的重量
D.为了提高配料精度，当检测到的重量接近预设重量时，可减小原料料仓出料口的开合程度
例3 地下车库大量一氧化碳的尾气影响人们的健康甚至生命安全。如图所示为某地下车库系统示意图，主要包括一氧化碳监控子系统、进排风控制子系统和场所车辆环境监测预警子系统等，其中进排风控制系统的工作过程为：PLC单元接收到CO浓度达到设定值后发出指令，通过相应的继电器启动进排风装置，开始送排风。下列对地下车库系统的分析中，不正确的是(　　)
A.三个子系统有机结合才能构成具有自动排风等功能的地下车库系统
B.系统工作时依据进入车库的车辆数进行决策，启闭不同方位风机台数，遵循科学性原则
C.其中一个传感器或排风机出现故障不会导致系统瘫痪，不能说明要素与系统没有关联
D.长时间使用，传感器检测性能会下降，体现系统的动态性
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变式训练3 如图所示是浇铸机结晶器钢水液位控制系统示意图。浇铸时，中间包连续向结晶器浇注钢水，钢水在结晶器内冷却结晶后被拉坯装置拉出形成钢坯。结晶器内钢水液位的稳定和高低，直接影响钢坯的质量和产量。钢水液位波动引起电涡流传感器与液面之间的间隙产生变化，从而引起电涡流信号变化，液位仪根据信号的大小计算出实际液位，送给PLC与液位设定值比较，PLC根据比较差值通过驱动器控制电动缸运动，带动塞棒升高或降低，改变中间包浇注口的大小，调节流入结晶器内钢水的流量，从而使液位稳定在一定范围内。从系统的角度分析，下列说法中不恰当的是(　　)
A.该系统可分为液位检测子系统和浇注流量控制子系统
B.各子系统单独工作，都不能实现液位控制的功能，体现了系统的整体性
C.设计该系统时，要从整体出发，以系统整体功能的最优为目的
D.选择液位仪时，既要考虑电涡流传感器，又要考虑液位显示器等，体现了系统分析的综合性原则
例4 如图所示的货箱封装检测分拣系统(图a为系统示意图，图b为系统框图模型)，包含货箱传输子系统、封装子系统和分拣子系统。其工作过程为：待封货箱等间距整齐排列在传送带Ⅰ上，当位置检测器检测到货箱时，传送带Ⅰ暂停；工控机控制机械手对货箱进行封装；封装检测器检测货箱是否封装完好并将检测信息传递至工控机，若货箱未封装好，则工控机控制推动杆将未封装好的货箱推至传送带Ⅱ上，若货箱封装完好，则推动杆不推动货箱。下列关于该系统设计与分析的说法中不合理的是(　　)
图a
图b
A.系统设计要从整体出发，以快速有效地封装货箱、分拣货箱为目标
B.系统分析过程中建立了系统框图模型，属于建模的分析方法
C.系统设计要考虑货箱传输子系统与分拣子系统之间的相互影响
D.工控机可根据计算模型分析出货箱是否封装好，体现了系统分析的科学性原则
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变式训练4 如图所示的平面贴标机系统，包括传送子系统和贴标子系统，其工作过程为：标签检测装置检测到标签后，停止贴标机皮带的运转；当产品检测装置检测到产品后，根据检测距离L和产品传送带的速度，计算出延时时间；当延时时间到，启动贴标机皮带运转，通过贴标压轮(未画出)使标签准确贴到产品的规定位置。下列关于该平面贴标机系统的说法中，不正确的是(　　)
A.传送子系统和贴标子系统之间相互作用、相互联系
B.长时间运行后需要对传送带进行维护，体现了系统的动态性
C.系统设计时，要从整体功能出发，以将标签准确贴到产品的规定位置为目标
D.系统可根据计算出的延时时间启动标签皮带机，体现了数学建模的系统分析方法
1.如图是汽车安全带预警控制系统的工作流程图，当系统检测到安全带未系且满足一定条件时，预警单元报警。从系统角度分析，下列关于该控制系统说法中不正确的是(　　)
A.选择座椅传感器，要考虑ECU型号，体现系统的相关性
B.当车速大于5 km/h且安全带未系时，预警单元能够报警，体现了系统的目的性
C.系统设计时，进行建模测试评估，确立最适合的预警系统，体现了系统分析的科学性原则
D.在设计该系统时，综合了多种方案的优点，体现了系统分析的综合性原则
2.如图是某小区电梯监管系统示意图。该系统通过电梯轿厢内电瓶车检测智能摄像机，能准确区分电瓶车与其它车辆，当检测到电瓶车进电梯后，发出声光报警，并将信息关联至楼控系统，使得电梯门无法关闭。管理员看到可视化报警弹窗后，通过客户端远程喊话教育，并手动解除报警，恢复电梯运行，系统安全可靠。从系统角度分析，下列说法不正确的是(　　)
A.电梯监管系统由监控报警系统、楼控系统、客户端系统等子系统组成
B.摄像机出现故障，会导致电梯监管系统无法正常工作，体现了系统的整体性
C.监控报警系统能准确区分电瓶车与其它车辆，体现了系统的目的性
D.客户端系统既可远程喊话教育，又可手动解除报警，体现了系统分析的综合性原则
3.如图所示是塔式光热发电系统的示意图。通过定日镜将太阳光反射至集热塔顶的吸热器上，控制吸热器内保持流动的传热流体温度在500 ℃～1000 ℃，高温传热流体通过蒸汽发生器产生高温高压的蒸汽推动汽轮发电机组发电。下列关于该塔式光热发电系统的说法中，不恰当的是(　　)
A.定日镜的聚光装置的反射率、焦点偏差等均能影响发电效率
B.通过熔盐罐储存太阳能，使系统可以在阴雨天或夜间发电，不用考虑环境因素
C.加热器温度异常或产生污垢后易造成设备损伤，要实时监测并及时清洁
D.需根据汽轮机入口热能的温度等级及热量、蒸汽压力等情况选择相应发电机
4.如图所示是家用抽水马桶水箱水位自动控制原理图，其工作过程是：当水箱中的水位较低时，进水管进水，浮球随水箱水面上浮，达到设定水位后，杠杆带动针阀下降堵住进水口，从而稳定水箱水位。下列关于该水位自动控制系统的设计与分析中不恰当的是(　　)
A.该系统的设计需要在系统分析的基础上完成
B.进水阀体需要定期除沙防堵，体现了系统的环境适应性
C.设计系统时要根据需求计算水箱体积和进水速度
D.在水箱中放置一个灌满水的密封塑料瓶，可以节约用水
5.增程式电动车是一种新能源汽车，其增程控制系统工作过程是：在车辆行驶过程中，当电池电量充足时，直接由电池供能驱动电动机，内燃机和发电机组成的增程器不工作；当电池电量低于30%，增程器开始工作，它输送电能经过逆变器驱动电动机，此时如果有多余的电量会留给电池充电；当电池充到80%时，增程器就停止工作，交给电池单独为电动机供电。增程式电动车为车主带来近距离行驶用电池，远距离行驶靠增程器的能量优化配给方案。下列关于该增程控制系统的分析的说法中合理的是(　　)
A.该系统的目的是为了将电池电量维持在30%—80%
B.增程器的功能是将化学能最终转化为电能
C.逆变器故障，增程器将无法输出能量到其他部分
D.增大内燃机功率就能提高满油满电的行驶里程
6.如图所示为一种不合格产品自动筛选系统，包含产品传输子系统和产品筛选子系统。其工作过程：电机2转动带动传送带运动，把传送带上的产品往右带动。当传感器检测到不合格品时，电机1带动推杆往外运动，把不合格品推出传送带，让传送带上只留下合格品。下列关于不合格产品自动筛选系统的设计与分析不恰当的是(　　)
A.选择推杆时，既要考虑电机1的位置又要考虑传动带的宽度
B.控制器的运行效率会影响产品识别的准确率
C.提高传送带传送速度有利于推杆精准推下不合格产品
D.传感器的可靠性对产品传输子系统没有影响
课时2　系统分析及其设计
任务清单与知识构建
任务一
1.(1)经验决策　科学决策　科学决策　(2)科学的方法　处理步骤和程序　(3)明确问题、设立目标　收集资料、制订方案　分析计算、评价比较　检验核实、做出决策
2.建模　(1)①是现实系统的抽象或模仿　②是由那些与所分析问题有关的要素构成　③表明了有关要素之间的相互关系　(2)数学模型　框图模型　①数学公式　图表　②封闭的小框图
无向线段　有向线段　基本结构框架　
3.(1)整体性原则　(2)科学性原则　(3)综合性原则
案例导学厘清重难点
例1　B　[系统工作时，当位置传感器检测到工件A时，传送带Ⅰ暂停；工控机根据工件B相对于基准位置的偏差确定工件B的坐标，控制机械手抓取工件A并装配到工件B。位置检测传感器的可靠性对装配系统工作的稳定性有影响。所以选B。]
例2　C　[由题意可知，随着左滚筒卷的布料越来越多，左右滚筒要同步，左边滚筒转速要变小，右边滚筒转速要变大，C错。]
变式训练1　B　[工作时，机械手需要将快递分拣到不同分拣框内，所以机械手设计时需考虑快递的重量。所以选B。]
变式训练2　C　[运输皮带属于原料输送子系统，不会影响所需原料的重量。]
例3　B　[A项为形成系统的基本条件之一，正确；三条基本原则是否遵循的前提是设计系统或系统优化时而非系统工作时，B错；系统中一个要素发生故障或问题，对系统都有影响，只不过程度不一，题中的影响是不会对系统崩溃有影响，但会影响其功能的发挥，C正确；长时间使用，系统中某些要素如传感器性能发生变化，系统与外界有物质、能量、信息的变化属于动态性内容，故D正确。]
变式训练3　D　[系统分析的综合性原则指系统存在多个目标(功能)时统筹兼顾，D选项描述的选择液位仪属于系统的组成，并不是系统的目标。]
例4　D　[这是工控机计算，不是人分析计算系统。]
变式训练4　D　[系统分析是人运用科学的方法对系统加以周详的考察、分析、比较和试验；D选项是控制系统的分析计算，不能体现系统分析方法。]
随堂达标检测
1.D　[综合多方案的优点，不是这个系统目标，因此无法体现系统分析的综合性原则]
2.D　[选项D：客户端系统既可远程喊话教育，又可手动解除报警，都是系统的功能，体现的是系统的目的性，选项错误。]
3.B　[任何系统都不是孤立存在的都要在一定的环境中使用，所以系统的设计一定要考虑环境因素.B项错误。]
4.B　[进水阀体需要定期除沙防堵，体现了系统的动态性。]
5.B　[系统工作过程：车辆行驶时，当电池电量充足(不低于30%)时，直接由电池供能驱动电动机，增程器不工作；当电池电量低于30%，增程器开始工作，该系统的目的是为车主带来近距离行驶用电池，远距离行驶靠增程器的能量优化配给方案而不是为了将电池电量维持在30%－80%，A项错误；增程器由内燃机和发电机组成，其功能是将化学能最终转化为电能；逆变器故障，不能驱动电动机，增程器输出的能量会给电池充电。增大内燃机功率不一定提高能量的转换效率，不一定能提高满油满电的行驶里程。所以选B。]
6.C　[A：要把物体推出去，推杆长度要足够。电机的位置会影响推杆行程。D：传感器影响的是产品筛选子系统。]

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