1、第一单元 结构与设计一、常见结构的认识无处不在的结构1、结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。世界上任何事物都存在结构，结构多种多样且决定着事物存在的性质。2、例：(P3)苍耳子与尼龙搭扣 鸟与飞机 鹰眼与导弹跟踪系统(2)结构与力1、从力学角度来说，结构是指可承受一定力的架构形态，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。每个物体都有它特定的架构形态，这种架构形态体现着它的结构。一个较复杂的结构由许多不同的部分组成，这些组成部分通常称为构件。一个设计合力的结构应该能承受外界的各种作用力，抵抗各种变形。分析结构的受力情况时：要清楚组成结构的构件受到哪些力的作用；要清楚在这些力的作用下，构件
2、能否安全、可靠地工作，也就是对构件进行承载能力的分析。 根据构件的受力和变形的形式，可以将构件分为受拉、受压、受剪切、受弯曲、受扭转这五种基本形式。受拉：构件承受拉拽力 受压：构件承受使之被挤压的力 受剪切：构件承受两个距离很近、大小相等、方向相反的平行力 受扭转：构件两端承受方向相反的均匀的力，使它发生扭转形变 受弯曲：构件承受使之产生弯曲的力(3) 结构的类型：( 力学架构与形态方面 )实体结构： 通常指结构体本身是实心的结构。受力特点：外力分布在整个体积中。例：实心墙、大坝。框架结构： 通常指结构替由细长的构件组成的结构。受力特点：能承受竖向重力荷载和水平方向的荷载。例：铁架塔、建筑用脚
3、手架、产房的框架。壳体结构： 通常指层状的结构。受力特点：外力作用在结构体的表面上。例：头盔、飞机的外壳、贝壳。二、稳固结构的探析结构与稳定性1、结构的稳定性是指结构在荷载的作用下维持其原有平衡状态的能力。是结构的重要性质之一。影响结构稳定性的主要因素：重心位置的高低；结构与地面接触所形成的支撑面的大小；结构的形状等。重心所在点的垂线在结构底面的范围内，就是稳定的，不会出现倾倒。结构与地面接触所形成的支撑面越大稳定性约好。结构的形状不同，其稳定性也不同。2、例：P12 稳定性 P12 A 字型梯中间横梁的作用 P13 自行车的稳定性有些结构设计：满足使用功能对稳定性的基本要求 要综合兼顾人的个
4、性化要求、美学因素和材料因素等。3、结构的稳定性的应用：利用稳定的结构抵抗外力、承受荷载；利用不稳定的结构实现某些功能。结构与强度1、 结构的强度是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力。(P17 马上行动 )当结构收到外力作用时，内部各质点之间的相互作用发生改变，产生一种抵抗外力与形变的力，称之为内力。内力反映了材料抵抗外力破坏的能力。应力就是构件的单位横截面积上的内力。应力=内力/受力面积。可以作为表示结构构件强度的基本指标。影响结构强度的主要因素：结构的形状；使用的材料；构建之间的连接方式等。2、 例：结构的形状：(P17) 案例分析-吊兰的支撑架强度：不同形状的结构有着不同的强度。 结构的材
5、料与连接：(P19)不同材料构成的结构，其强度各不相同。结构是由若干个构建通过不同的连接方式组合而成的。连接的方式： 铰连接：被连接的构件在连接处不能相对移动，但可相对转动，具体有松螺栓、松铆等，如折叠伞伞骨间的连接、门与门框的连接等。 刚连接：被连接的构件在连接处既不能相对移动，也不能相对转动，具体有被连接的构件在连接处不能相对移动，但可相对转动，具体有松螺栓、松铆等，如折叠伞伞骨间的连接、门与门框的连接等。榫接、胶接、焊接等，如固定铁船架的连接、不可移动的桌腿与桌面的连接等。3、eg：有的矿泉水瓶上有若干突起的横向问路，它的作用是：增加瓶子的强度，受力不容易变形；增大了与瓶子的摩擦力。结构
6、与功能1、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。(例：伞与拐杖、多用起子 )2、例：P21 自行车的结构与功能三、简单结构的设计结构设计应考虑的主要因素( 下方 2- )1、人们设计结构是为了完成某种人物或满足特定的需要。2、在进行结构设计时，必须明确设计的目标和要求，必须抓住主要因素而展开工作。3、结构设计的目标及要求( 的具体 )：结构设计应以一种或几种功能的实现为基本目标 (1.目标 )，应满足设计规范，满足使用者的基本需要 (2.要求 )。4、结构设计应考虑的主要因素( 的具体 )：符合使用者对设计对象的稳定性和强度的要求，安
7、全因素，公众和使用者的审美需求，使用者的个性化需要，对设计对象的成本控制要求和一定的使用寿命等。在工程的结构设计中，应考虑结构的安全性、适用性和耐久性。在考虑结构的稳定性和强度，使结构在规定的条件下和规定的使用期限内，能实现一定的功能的同时，还要考虑经济因素，如做到用料省、成本低等，即力求以最低的成本使所建造的结构达到预订的要求。安全总是至关重要的因素。5、结构设计 -(与之有关的有 )-美观、稳定性、强度、成本、功能、人的个性化需要、寿命、安全 简单结构的设计案例- 简易相片架的设计 P26-28四、经典结构的欣赏1、 优秀的结构设计不仅表现在结构的实用功能上，也表现在形式上，特别是功能与形
8、式的统一上。欣赏结构设计作品，可从技术与文化两个角度进行。技术的角度主要有： 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。文化的角度主要有： 结构的文化寓意与表达，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。2、 例：赵州桥 P30-31、飞檐 P31-32、蛋形椅 P32-33赏析角度： 技术角度 (1.功能 2.结构设计 3.技术施工 ) 文化角度盖里椅：没有扶手，椅面过于平直 结构：简洁大方，线条明快，有流动感。第二单元 流程与设计一、生活和生产中的流程认识流程流程的含义1、人类的生产、生活活动都是
9、在一定的时间内发生、发展和结束的，都是为了一定的目按的按照一定的顺序和规则进行的。2、这些步骤都有开始的时间和持续的时间，而且这一系列步骤都是按一定的先后顺序进行的。我们把这种时间上的先后顺序称为时序。任何一项生产或生活活动都有一定的时序。时序体现了具体活动内容的先后关系，在这种先后关系中，有些步骤之间的时序是不可颠倒的，有些步骤之间的时序是可以颠倒的。3、不可颠倒的时序往往反应了事物或活动的内在规律或机理，我们应尊重和遵循这些规律或机理。对于一些可以颠倒的时序，应注意分析和比较，并根据一定的目的和条件，进行适当的安排。4、 对于一项活动，我们可以根据它的某种特征，或某个具体目标，将其分解为若
10、干个过程或阶段。我们把完成某个具体目标、组成某项生产或某个活动过程的若干阶段或小的过程称为环节。环节是一个相对的概念，依据问题性质的不同和不同人的理解，环节的划分可能会有所不同。环节中又包含若干可以分解的、目标更具体的事项。5、流程是一项活动或一系列连续有规律的事项或行为进行的程序。可以把流程理解为为了一定的目的去做事情的顺序。任何流程都反映了一定的时序，体现出一定的环节。流程的表达1、为了使流程的描述清晰可见，我们一般采用流程图来表达流程。发现与明确问题制定设计方案制作模型或原型优化方案编制产品说明书(P42) 依据流程的性质以及人们的表达习惯，流程可以用文字、表格、图示等方式表达，有些场合
11、还可用模型、动画等方式表达。2、流程图中有的用箭头表达时序，有的用数字序号表达时序，还有的用时间表达时序。3、流程图中的序号或方框反映了环节、工序的具体情况。4、在编制计算机程序时，经常要用程序流程图来表示算法，流程图中的方框、菱形框表示一定的环节，箭头表示程序流动的方向。生活与流程1、生活中处处都有流程。2、合理的流程对于生活的意义?：科学合理的流程，可以指导我们正确地做事，提高工作和学习的效率，使我们的生活变得有序、合理，为我们的安全提供保障。减少生活中的盲目性。3、不合理的流程对于生活的?：( 将 ”合理流程对于生活的意义 ”答案中动词改为反义词，即为答案 )4、例：(P44)洗衣、煮饭
12、与烧菜的流程安排 用全自动洗衣机洗衣服 (1h) 用电饭锅煮饭 (30min) 烧菜 (40min) 吃饭 (20min) 看报纸 (10min)工序：串行 并行 用时： 60min+30min+40min+20min+10min=160min若把 这三项工作交替安排进行，就可以收到事半功倍的效果。花 70min，节省 90min。5、生活中的流程对工作质量往往有着重要的影响。生产与流程1、在工农业生产中，我们要依据一定的流程来组织生产、管理企业。2、对于生产过程，有加工流程、组装流程、包装流程、质量检查流程等；对于企业经营过程，有原材料采购流程、市场销售流程、财务工作流程等。3、合理的流程对
13、于生产的意义?：运用科学合理的流程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。4、不合理的流程对于生活的?：( 将 ”合理流程对于生产的意义 ”答案中动词改为反义词，即为答案 )5、例：(P45-46)软皮椅的生产流程流程中工序的作业方式串行和并行依次进行的工序，就是 串行工序 。串行工序的特点是，上一道工序完成之后才能进入下一道工序。同时进行的工序，就是 并行工序 。并行工序是多人或多台设备同时工作，这样可以大大提高生产效率。6、阅读：(P46) 自动化生产流水线生产流水线： 为了提高生产效率，降低成本， 现代化的工业生产普遍采用生产流水线。生产流水线上的 时序
14、不可颠倒 。 它能控制生产严格有序地进行。组织流水生产，有利于提高劳动生产率，降低生产成本。自动化生产流水线： 很多企业在传送带两旁使用计算机控制的自动化机械手或机器人，代替工人的操作和劳动。 它的速度更快，生产效率更高，产品质量也更好。7、例：(P47)轴承零件的淬火工艺流程8、在工农业生产中，是否严格按照流程中环节和时序的要求正确地进行生产，将直接影响到安全生产和产品的质量。如果违反了流程的要求，轻则造成经济损失，重则导致安全事故，造成生命财产的重大损失。9、课后： (P49)1.小黄在修理被扎破的自行车后轮胎时，由于工具不全，就没有研磨洞周围的胎皮，用胶直接把补丁贴上去。你估计这将会出现
15、什么后果？为什么会这样？二、流程的设计1、人类生产和生活中的流程不是自然存在的，而是靠人们研究和设计出来的。流程设计对于指导人们的工作和生活、有效地组织生产起着关键性的作用。2、流程设计是一项技术性很强的工作。3、应以科学、严谨的态度，充分考虑流程设计中的基本因素和相关因素，遵循事物的内在性质、规律进行设计。流程设计应考虑的基本因素流程设计的目标1、设计一个流程首先应明确流程要实现的具体目标。2、 对于 工作和生活方面的流程设计 ，主要应考虑如何节省时间、提高工作效率、提高工作质量等目标。3、 对于 生产活动的流程设计 ，主要应从提高效率、提高质量、节省资源、安全生产、提高经济效益、提高管理水
16、平等方面明确设计的目标。流程设计应考虑的基本因素1、生产活动的流程设计的基本因素主要有材料、工艺、设备、人员、资金和环境等。材料：不同的材料有不同的加工处理方法。工艺：不同产品的工艺要求各异，流程设计也不同。设备：生产设备的水平往往决定了流程的自动化水平。人员和资金：人缘的技术水平和必要的资金影响生产的过程、质量和周期，是 进行流程设计必须考虑的 主要因素 。环境：生产过程对环境的污染以及环境对生产的反作用， 是流程设计时应关注的 重要因素 。2、流程设计中应考虑的基本因素各有所异。3、流程设计要依据事物的内在属性和客观的变化规律，科学地设计时序和环节，以达到设计目标。流程设计的步骤1、流程设
17、计的步骤：要明确设计的目标和任务，明确流程所应遵循的内在变化规律；要分析现有材料、设备、资金、人员、工艺和环境等因素；列出流程涉及的主要事项，并进行初步的排列；分析各事项（步骤）之间先后顺序，合理地安排流程的时序和环节（即串并行） ；选择一种合适的表达方式画出流程图，对于有严格时间要求的时序，要标注时间。2、流程设计的步骤（图）：3、一个流程要经过精心的设计和反复的修改，才能达到比较理想的效果。4、流程设计的步骤是以时序和环节为主要线索的。流程设计举例1、例：(P52)小铁锤的加工流程设计2、工艺加工零件的基本流程是： P533、设计流程时，不但要懂技术，还要熟知工厂的设备情况、工人的技术水平
18、、生产组织流程、质量管理流程等。三、流程的优化对流程的改进过程，称为流程的优化。流程优化的内容1、生产和生活中的技术改进和革新，多数是对已有流程的整体改进或是对其中某一环节的改进。2、目的是为了提高工作效率、降低成本、降低劳动强度、节约能耗、减少环境污染、保证安全生产等。3、流程优化涉及工期、工艺、成本、质量等内容。4、例：(P54-55)工期优化工期优化对于大型建筑施工、修路、水利工程等项目，可能会大大减少工程成本，提高经济效益。5、例：(P55-56)工艺优化从制造工艺上看，有 切削法 和 少切削法 两种加工方法。 用 切削法 制造法兰的特点是工艺简单，缺点是切削过程耗费的时间太长，生产效
19、率低，而且材料的利用率很低（ 40%） 。 少切削法 虽然工序较多，所用设备较多，但由于切削量很少，大大减少了材料的浪费，而且生产效率高（ 90%） 。6、例：(P56)无切削法应用：电视机、录音机机壳的加工。通常用无切削法加工的材料有塑料、铸铁等。7、例：(P56-57)成本优化流程优化的条件1、流程的改进和优化需要一定的条件，它建立在设备和工艺水平提高的基础上，建立在对流程内在机理进一步研究的基础上。2、流程与材料、设备、工艺有着密切的关系，在优化流程时，需要充分考虑到这些条件。3、例：(P57)技术优化4、例：(P58)洗衣流程的优化(少量多次原则)第三单元 系统与设计一、系统的结构什么
20、是系统1、生活和生产中常见的事物都是由若干部分组成的，这些事物的部分与部分之间相互联系，并且服务于一个整体的目标。2、例：(P64-65)自行车3、由相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体，称为系统。在这里，要素是指构成系统的最主要的元素。4、构成系统，必须具备三个条件：至少要有两个或者两个以上的要素(部分) 才能组成系统；要素(部分)之间相互联系、相互作用、按照一定方式形成一个整体； 整体的功能是局部所没有的。5、系统有大有小，有复杂有简单。对于较大型的系统和比较复杂的系统，根据一定的标准可划分为若干子系统。系统与子系统的界定和划分依据研究的需要而
21、确定。6、例：(P66)自行车的子系统系统的类型1、系统是普遍存在的，也是多种多样的。根据需要，可以对系统进行不同的分类。例如， 可把系统分为自然系统和人造系统， 自然系统是自然形成的系统（如生态系统） ，人造系统是由人工制造加工而成的系统（如计算机系统和机械传动系统） ； 也可把系统分为实体系统和抽象系统， 实体系统是实物形态的（如生物系统、机械系统） ，抽象系统是非实物形态的（如哲学系统） 。系统的基本特性整体性、相关性、目的性、动态性、环境适应性1、整体性：整体性是系统最基本的特性，也是观察和分析系统最基本的思想和方法。 系统是一个整体，它不是各个要素 (部分 )的简单相加，系统的整体功
22、能是各要素 (部分 )在孤立状态下所没有的。 系统的任何一个要素 (部分 )发生变化或出现故障时，都会影响其他要素 (部分 )或整体的功能的发挥。 系统的整体功能大于组成系统的各部分的功能之和。 不能离开整体去分析系统中的任何一个组成成分。一个系统组织得好不好，就看它的只能怪题功能即系统功能实现得怎样。例：(P69)巴尔扎克的塑像2、相关性：相关性是指组成系统的各要素之间或系统整体与部分之间的相互作用、相互联系。只有从事物的相关性出发，处理好各方面的关系，才能事半功倍，高质高效。3、目的性：任何系统都具有某种目的，都要实现一定的功能，这也正是区别不同系统的标志。系统的目的一般通过更具体的目标来
23、体现。 对于复杂的系统，目标有多个，往往用一个指标体系来描述系统的目标。 设计和分析一个系统时，必须实现弄清其目的，否则就无法构成一个良好、有序的现实系统。当系统存在多个目标时，要从整体协调的角度出发寻求平衡，以获得整体上的最佳效果。4、动态性： 任何系统都是一个动态的系统，处在运动变化和发展之中。 运用系统的动态观点，有助于使我们不仅看到系统的现状，而且看到系统的变化和发展，从而预测系统的将来，掌握系统的发展规律。 问：你认为有没有不具有动态性的系统，为什么？答：有不具有动态的系统。静止是相对的，绝对静止的系统不存在。任何系统都在不断与外界进行物质和能量的交换，只是有的系统的表现不那么明显而
24、已。5、环境适应性： 一个系统与其所处的环境之间通常都有物质、能量和信息的交换，外界环境的变化会引起系统特性的改变，并相应地引起系统功能和系统内各部分相互关系的变化。 系统只有具有对环境的适应能力，才能保持和恢复系统原有的特性。 系统必须适应外部环境的变化。只有能够实验外部环境的变化并保持最优适应状态的系统，才能发挥自身作用，实现可持续的发展，否则是没有生命力的。二、系统的分析系统分析及其一般步骤什么是系统分析1、 每个人都会面临选择、面临决策。 决策方法有经验决策和科学决策，经验决策是人们惯用的方法， 有时可能会导致失误； 科学决策则可以最大限度地减少失误。 系统分析就是一种科学决策的方法。
25、2、系统分析的概念：这种【为了发挥系统的功能，实现系统的目标，( 目标 ) 】 ， 运用科学的方法对系统加以周详的考察、分析、比较、试验，( 手段 )并【在此基础上拟订一套有效的处理步骤和程序，或对原有的系统提出改进方案的过程( 结果 )】 ，就是系统分析。3、系统分析的显著特点是完整地而不是零星地处理问题，考虑各种主要变化因素及其相互的影响，全面地思考和解决问题。4、借助于系统分析，可以正确地提出整体目标，恰当地选择方案，科学地确定行动的方略。系统分析的一般步骤1、系统分析的出发点是为了发挥系统的整体功能，目的是寻求解决问题的最佳决策。2、系统分析的一般步骤（系统目的性）可以描述为：(P78
26、)明确问题，设立目标；收集资料，制定方案；分析计算，评价比较；检验核实，做出决策。系统分析的主要原则整体性原则、科学性原则、综合性原则1、运用系统分析的方法处理具体问题时要遵循整体性原则、科学性原则、综合性原则三个主要原则。整体性原则： 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，再看某一个阶段；先看长远，再看当前。科学性原则：A.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。B.在处理复杂系统的分析与优化问题时，往往需要使用比较复杂的数学工具。C.例：(P79-80 )优选法
27、-具体的优选法有很多，如黄金分割法、分数法、对分法等。综合性原则：A.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。B.系统分析还需要考虑设计方案出台所带来的后果。C.某些情况下，综合若干方案的优点，会取得以外效果。D.例： (P80)孝襄告诉公路系统的优化1、系统的优化是指在给定的条件(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) 。不同的目标对应着不同的优化结果。2、影响系统优化
28、的因素是指对系统的目标函数产生显著影响，并且可以认为调节的因素。3、例：(P82)数学模型 (图)4、通常，我们通过优化的目标与决策变量之间的关系计算出目标值，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 )。5、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。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。(图)6、例：(P84)系统工程三、系统的设计系统的设计简单系统的设计的实现1、无论是简单系统的设计，还是复杂系统的设计，都要对需设计的系统进行调查分析
29、、筹划研究、评价实施、运行改善等，直到完成一个能协调工作的实际系统，这一过程就是 系统设计 。2、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。它既包含了对某个系统进行技术设计本身的内容，同时又需要运用系统的思想和方法对其设计过程进行分析、设计。系统设计应考虑的主要问题1、系统设计的目的与要求A.系统设计要从整体出发，以系统整体功能的最优为目的 。B.不同行业的系统设计有着不同的技术要求。2、系统各部分之间的相互联系与相互作用系统设计要运用系统的思想综合考虑各部分之间的关联、冲突问题，注重各部分的横向、纵向联系。依据系统的动态性、环境适应性，既要考虑当前，也要考虑长远。3、系统
30、设计方案的优化首先从系统整体考虑优化，统筹兼顾，再在此基础上完善各部分的设计。系统设计的一般步骤1、系统设计多用于比较复杂的社会系统工程、经济系统工程、规划系统工程、生态系统工程、能源系统工程、交通运输系统工程、农业系统工程、工业及企业系统工程、军事系统工程等方面。2、例： (P87-88)手电筒照明供电部分的设计3、例： (P89-90)室内住宅电气系统的设计第四单元 控制与设计一、控制的手段与应用控制的手段1、事物的发展结果可能是人们预先期望的，也可能与预期的目标不相符，甚至是不希望得到的。如果人们想达到某一特定的目的，就必须借助适当的手段来实现。2、例： (P96)大禹治水3、人们按照自
31、己的医院或目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展，这就是控制。4、控制三要素-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。5、控制的实现需要通过一定的手段。6、控制的分类： 从控制过程中人工干预的情形来分，控制有人工控制和自动控制。自动控制是指在无人直接参与的情况下，使事物的变化准确地按照期望的方向进行。 按照执行机构的不同，控制可分为机械控制、气动控制、液压控制、电子控制等。7、例： (P98)从手摇扇到空调器控制的应用1、控制应用到生活中，提高了人们的生活质量，人类能够在一定程度上按照自己的意愿改变周围的环境，使之能满足人们的需要。2、生产中往
32、往需要对温度、湿度、压力、速度及加工动作等进行控制，控制在生产中得到了极为广泛的应用。 汽车自动装配生产线实现了汽车零件的自动装配、喷漆等，并能对零件的传送速度进行控制，便于生产操作，大大减轻了工人的劳动强度，提高了产品的质量和生产效率；农田节水灌溉控制，在控制农田灌溉水量、实现水量均匀喷灌的同时，减轻了农民的劳动强度。3、控制在军事、国防等领域也有着广泛的应用。 粳米制导武器能够对目标进行准确攻击，火箭能将各种卫星准确送入太空轨道， “神舟五号 ”飞船遨游太空、准确返回地面，控制起着重要的作用。4、课后：(P101) 2.在生产生活中，有哪些控制分别是利用机械控制、气动控制、液压控制、电子控
33、制等手段实现的？答：机械控制：普通水龙头、电饭煲 气动控制：气动阀门、公共汽车车门开关液压控制：打桩机、液压千斤顶 电子控制：家用电冰箱、电子计算器二、控制系统的工作过程与方式控制系统1、任何一种控制的实现，都要通过若干个环节共同实现，这些环节所涉及的装置就构成了一个系统，称为控制系统。控制系统的输出和输入之间有一定的对应关系。2、控制系统分类：控制系统通常又分为开环控制系统和闭环控制系统。开环控制系统控制环节+执行环节1、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。2、开环控制系统在日常生活中的用途很广，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
34、灾自动报警系统、公园的音乐喷泉自动控制系统等。3、例：(P103)自动门的控制系统4、在控制系统中，为了分析的方便，常采用方框来表示系统的环节，用单向信号线来表示系统信号传递的方向，这种图称为控制系统的方框图，它表示了系统的各个环节在系统中的位置、功能和相互之间的关系。对于开环控制系统，通常可以用下面的方框图来描述： (图 )上图中， 输入量即控制系统的给定量， 如游泳池进水的设定时间； 输出量 (被控量 )即控制系统索要控制的量，也是控制系统的输出信号， 如游泳池的水位； 被控对象即控制系统中所要求控制的装置或生产过程，如游泳池； 执行器即直接对被控对象进行控制的装置或元件， 如进水阀门；
35、控制器即执行器的输出信号，如流过阀门的水量。5、例：(P104)电子警察 车辆超速检测系统闭环控制系统控制环节+执行环节+反馈和比较环节1、前述利用开环控制系统实现给游泳池注水，是通过设定时间来控制进水阀门的关闭的。如果在进水时间内，进水管的水压变小，使得进水流量变小，就会出现设定时间到了，而水池的水还没有加到设定水位的情况。解决这一问题的方法是，讲输入由设定注水时间改为设定游泳池水位，增加一个检测游泳池水位的装置 (如水位电极 )，检测游泳池的实际水位，并把测量值返回到控制系统的输入端，通过一个具有计算功能的装置 (比较器 )，与给定值相比较，当实际水位比设定水位低时，控制器控制进水阀门继续注水；当实际水位达到设定的水位时，控制器发出信号关闭进水阀门。 游泳池水位控制系统的方框图如下：(图)从这一控制系统方框图中可以看出，在系统的输入端和输出端之间，除了有从给定水位到实际水位的信息传递，还有从输出端返回到输入端的信息传递， 即控制系统可以把输出量返回到输入端与给定值进行比较，构成一条闭合回路。2、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。3、简单闭环控制系统的方框图如下：(图)
