1、通用技術必修模塊教材解析及教學實踐海 南 省 教 研 培 訓 院 2008年7月必修模塊必修模塊選修模塊必修1：技術與設計1必修2：技術與設計2選修1：電子控制技術選修2：建筑與設計選修選修3：簡易機器人制作選修4：現代農業技術選修5：家政與生活技術選修6：服裝與設計選修7：汽車駕駛與保養 必修模塊是選修模塊的必要基礎，也是高中畢業生必須達到的最低學業要求和技術素養要求。 選修模塊是本課程的個性化擴展，是新課程選擇性的體現。通用技術必修模塊技術與設計技術與設計1 1教材解析及教材解析及 教教 學學 實實 踐踐課標相關內容摘錄課程內容的性質課程內容的性質 本模塊是普通高中通用技術學習的導入 模塊

2、。旨在使學生理解技術及其性質， 經歷一般的技術設計過程，并在九年義 務教育中的勞動與技術學習的基礎上， 形成結構較為完整的技術素養。通用技術必修模塊技術與設計技術與設計1 1教材解析及教材解析及 教教 學學 實實 踐踐 課標相關內容摘錄教學目標教學目標 課標中對本模塊的教學目標做了如下的規定： 1.理解技術的性質，了解技術對人類文明和社會的 推動作用。 2.理解知識產權與專利的重要性，樹立正確的技術 道德觀，學會保護自己技術成果的方法與程序。 3.掌握設計的一般過程與方法。 4.了解常用材料與工藝過程的選擇和應用。 通用技術必修模塊技術與設計技術與設計1 1教材解析及教材解析及 教教 學學 實

3、實 踐踐 課標相關內容摘錄教學目標教學目標 5.了解產品的服務、使用與一般維護方法。 6.學會設計的多種表達方式，特別是技 術語言的應用。 7.學會對自己、他人、或現有的技術產品 與技術過程的評價方法，提高選擇、決策能力， 培 養質量意識與精益求精、不斷改進的意識。 8.具有初步的技術試驗的操作技能，能進行基本 的技術測試和技術指標測量，會寫簡單的技術 測試 和技術試驗報告。通用技術必修模塊技術與設計技術與設計1 1教材解析及教材解析及 教教 學學 實實 踐踐 課標相關內容摘錄 教學實施要求 在教學過程中，本模塊的各個主題應該融會貫通，不能機械割裂，特別是“技術及其性質”主題的基本思想應貫穿于

4、課程實施的始終；在設計過程的教學中，不要機械理解過程，應引導學生能根據實際情況靈活應用；交流和評價既是設計過程中的重要組成部分，也是成功完成設計的途徑、方法和保證，應貫穿設計教學的全過程。 通用技術必修模塊技術與設計技術與設計1教材解析及教材解析及 教教 學學 實實 踐踐 課程內容的整體把握 （一）技術與設計1是本課程的導入模塊，通過本模塊的學習，要使學生對技術有一個更全面的了解，增強學生使用技術的信心和責任感；使學生初步掌握一個通用的完整的設計過程。并從中得到創新意識、合作精神、審美情趣等情感和價值觀的體驗，學到一些和設計有關的知識與技能。也就是說，在技術素養上能得到一定的提高。 本模塊的蘇

5、教版教材共有八章。但可分為三個既遞進，又獨立，還有交連的三個部分： 第一、二章，是技術與設計的基本概念； 第三章，是設計的初步實踐； 第四章到第八章，是以設計過程為主線對設計知識的系統 擴展和加深。通用技術必修模塊技術與設計技術與設計1教材解析及教材解析及 教教 學學 實實 踐踐 第一章 走進技術世界 本章教學內容要點 一、對課程作簡要的介紹。 這是本課程的導入章節，其中包含了最重要的“第一課”。除了要講清本章的內容外，還必須花一定的工夫對課程作簡短的介紹，這個介紹要充滿對技術的激情和憧憬，用教師對技術熱愛之情去感染學生。讓學生能產生獻身技術的沖動。這一點是非常重要的。通用技術必修模塊技術與設

6、計技術與設計1教材解析及教材解析及 教教 學學 實實 踐踐 第一章 走進技術世界 本章教學內容要點 二、要讓學生知道技術的基本涵義。 我們學習“課標”和通讀教材時，沒有看到一個對技術的確切定義，這是因為技術的內涵本身就在發展之中，雖然能找到一些表述，但它們往往是從不同角度來定義的，有的還非常難懂，如“技術是為某一目的共同協作組成的各種工具和規則體系?！?。教師要用自己的理解和學生能接受的語言對技術做一個解讀，或者叫說明。因此，在對多種技術表述的比較后，我采用了如下的表述：技術是指人類為了滿足技術是指人類為了滿足社會的需要，在長期利用、控制和改造自然的過程中，積累社會的需要，在長期利用、控制和改造

7、自然的過程中，積累起來的知識、經驗、技巧、方法和成果。是人類利用自然、起來的知識、經驗、技巧、方法和成果。是人類利用自然、改造自然、創造人工自然的精神和物質成果的總和。改造自然、創造人工自然的精神和物質成果的總和。 通用技術必修模塊技術與設計技術與設計1教材解析及教材解析及 教教 學學 實實 踐踐 第一章 走進技術世界 本章教學內容要點 三、要講清技術的價值。 技術的價值，可以從如下四個方面加以概括： 1.技術是推動社會前進的動力； 2.技術創造了人類物質文明，從而也推動著精神文明的發展； 3.技術具有發展人、解放人、保護人的價值； 4.技術是建設未來社會的保證。 在論述這個問題的時候，既要運

8、用政治課的基本理論，更要用實 際事 例來說明。通用技術必修模塊技術與設計技術與設計1教材解析及教材解析及 教教 學學 實實 踐踐 第一章 走進技術世界 本章教學內容要點 四、要講清技術的本質特性。 對這個問題的處理，不同的教材版本有較大的區別。蘇教版的敘述，學生比較容易接受。即技術的目的性、創新性、綜合性、兩面性和專利性。我在講這個內容時，有學生提出，還應該增加一個“科學性”。我肯定了這個學生的觀點。一是因為它可以強調技術是在科學原理指導下的開發活動，二是還可以告誡學生，不要企圖去設計“永動機”。通用技術必修模塊 第四章發現與明確問題從第四章起直到模塊結束，都是圍繞設計過程各個環節的拓展和加深

9、。這里的拓展和加深，既要有知識內容的拓展和加深，也應有技術實踐的拓展和加深。通用技術必修模塊第四章發現與明確問題在進行第四章第八章的教學時，要給學生布置一個具體的設計要求，讓學生隨著課程的進展，逐步完成設計任務。設計任務既要照顧學生的意愿和興趣，由學生自己提出，又要便于教學，因此需要在學生自報的基礎上進行必要的組合通用技術必修模塊 第四章發現與明確問題本章的知識要點是：1.發現問題的重要性。 2.問題的來源和發現問題的方法。 3.什么叫明確問題？ 4.需要明確哪些問題？ 通用技術必修模塊 第四章發現與明確問題需要明確的問題 （1）所發現的問題是不是別人已經解決了的問題； （2）所發現的問題是不

10、是當前技術水平所能解決的； （3）是不是自身條件所能完成的？ （4）如果所設計的產品擬作為商品，還得分析產品的經濟效益； （5）明確問題的成果是擬定設計工作計劃。通用技術必修模塊 第四章發現與明確問題由于是用任務來驅動的，應該安排一定課時，讓學生對課下進行的工作做匯報和交流。也就是他們各自都發現了什么問題，課題是怎樣明確的。應將學生各自確定的設計項目進行登記，并進行一定的組合。通用技術必修模塊第六章 設計圖樣的繪制本章內容要點：w技術語言的有關知識（或者叫常識）w按工程的要求講解“三視圖”的基本原理和畫法。w學會畫簡單物體的正等軸測圖。 w學習制圖標準，按標準要求繪制簡單的零件加工圖紙。 w了

11、解其它的技術圖樣。通用技術必修模塊第六章 設計圖樣的繪制 學習制圖標準，按標準要求繪制簡單的零件加工圖紙。這是本章教學的落腳點，單純的三視圖還不能成為可以交流的技術語言，只有規范的加工圖紙才能成為交流設計意圖的工具，才是規范的技術語言。因此，在本章的最后，一定要讓學生畫一張符合要求的加工圖。 通用技術必修模塊 第七章第七章 模型或原型的制作模型或原型的制作 本章的中心內容是加工工藝知識和技能的學習。模型知識作一般的了解。 加工工藝，一般都是對金屬制品來說的。 金屬制品的加工工藝通常簡稱為“金屬工藝”。金屬工藝一般可分為熱加工和冷加工，冷加工包括鍛、鑄、焊及表面處理工藝；冷加工包括鉗工工藝、及機

12、械加工工藝。 制品的材料基本是木料，則有木工工藝， 制品材料是塑料，則有塑料工藝。 通用技術必修模塊 第七章第七章 模型或原型的制作模型或原型的制作 在本章的教學中要強調兩點：l一是讓學生選擇和使用相應的工具完成選定設計項目的制作任務。對每一個制作產品，都應該編制合理的工序，盡量要求正規，這是主要的。l二是要在具有一定感性知識的基礎上進行金屬工藝及其工具的介紹。 通用技術必修模塊通用技術必修模塊.通用技術必修模塊對本模塊課程內容的整體把握 （一）正如課標所說，本模塊包括的四個內容，是技術領域中具有典型意義的教學內容。其典型意義在于，首先，它們既有專業技術的內涵，又有通用技術的特性，也就是說，這

13、些專門的技術，就像工具一樣，可以在不同的技術行業中應用。其次是他們所體現的技術設計的思想和方法，不僅是解決技術問題的鑰匙，還可以向其它領域遷移，對人的一生都會產生積極的影響。通用技術必修模塊對本模塊課程內容的整體把握（二）本模塊的四個內容自成體系，相對獨立。在教學中可以調換順序。但它們又相互呼應，具有內在的聯系。結構總是和系統相聯的，結構是系統的結構，是系統的組成形式，也是系統功能的依據；流程可以說是工程系統或工作系統按時間順序的描述；被控制的事物和控制裝置本身是一個系統，控制就是對系統狀態所施加的干預。從總體上把握各單元的內在聯系，有助于理解本模塊所體現的思想和方法所具有的普適性。 通用技術

14、必修模塊對本模塊課程內容的整體把握（三）注意把握內容的深度和廣度。由于本模塊的四個教學內容都是專門的技術領域，從知識、能力的要求上說，每個單元都有著向深廣發展的空間，差不多各個內容都可以找到大量的專門論著，基本上形成了一定的知識體系。因此，把握好內容的深度和廣度就顯得尤為必要。 通用技術必修模塊對本模塊課程內容的整體把握 如何把握內容的深度和廣度 1.所用案例力求簡單易懂，貼近學生實際體驗； 2.對于一些專業性較強的內容，一般只講“是什么”，不講“為什么”。能說明基本概念就行，沒有必要詳細介紹其工作過程； 3.本課程的內容原則上只作定性的分析，不作定量的計算。 4.設計實踐一定要在學生現有的知

15、識水平上開展，要求要適當。應是大多數學生在規定的時限能完成的項目。通用技術必修模塊第一單元 結構與設計 本單元知識要點： 一、認識結構。主要的內容是：什么是結構？結構的地位和作用，工程（教材中提的是力學結構）結構的涵義 二、工程結構的載荷。簡單介紹拉、壓、剪、扭、彎的受力模型。 三、簡單結構的受力分析：堤壩的受力分析、單杠的受力分析、拱的受力分析、殼體的受力分析在基礎上，總結出常用結構的類型。 四、工程結構的強度概念。 五、工程結構的穩定性。 六、簡單結構的設計和制作 七、經典結構的賞析。通用技術必修模塊本單元中幾個教學問題的認識 1.什么是力學結構？ 我認為，它實際上是施力體（施加載荷）和支

16、撐體（支撐力，習慣稱為支反力）之間的承力載體。只有施加載荷，沒有支反力，結構就成為了物理中運動學和動力學的研究對象，研究的內容就是速度、加速度、位移或軌跡。雖然結構中的力學問題和物理的靜力學有聯系，但其區別也是很大的，最大區別就是物理中靜力學研究的是不變形的剛體。而我們這里所說的結構，是可變形的固體。通用技術必修模塊本單元中幾個教學問題的認識 2.什么是結構中的載荷？什么是結構中的載荷？ 在結構中，通常所說的載荷是指施在結構中，通常所說的載荷是指施力體施加的載荷和支撐體提供的支反力力體施加的載荷和支撐體提供的支反力而組成的平衡力系。因為一般來說，結而組成的平衡力系。因為一般來說，結構的工作狀態

17、是靜力平衡狀態，既不移構的工作狀態是靜力平衡狀態，既不移動，也不轉動。動，也不轉動。通用技術必修模塊本單元中幾個教學問題的認識 3. 3.在結構中，載荷、變形和內力的在結構中，載荷、變形和內力的關系是：載荷使結構變形，變形產生內關系是：載荷使結構變形，變形產生內力（因變形而產生的附加內力），載荷力（因變形而產生的附加內力），載荷是是“因因”，變形和內力是，變形和內力是“果果”。沒有。沒有外載荷，結構就不會有變形，因而也就外載荷，結構就不會有變形，因而也就不會有因變形而產生的附加內力。不會有因變形而產生的附加內力。通用技術必修模塊本單元中幾個教學問題的認識 4. 結構中五種載荷的模型 作用在構件

18、上的基本載荷有五種，即拉力、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力。 因而，構件件在外力作用下的基本變形也就有五種：即拉伸、壓縮、剪切、扭轉和彎曲。 工程實踐中，構件的變形可能是多種載荷的復合作用而產生的復合變形，但五種基本變形是可以單獨存在并各有其特征的。通用技術必修模塊本單元中幾個教學問題的認識 4.結構中五種載荷的模型拉伸拉伸 載荷是作用在桿件軸線上，方向相反，指向 向 外的平衡力系。 變形構件沿力的作用方向伸長，截面變細。 PP通用技術必修模塊本單元中幾個教學問題的認識 4.結構中五種載荷的模型壓縮壓縮 載荷載荷作用在桿件軸線上，方向相反作用在桿件軸線上，方向相反 指向向里的平衡力系指向向里的平

19、衡力系。 變形變形構件沿力的作用方向縮短，截面變粗。構件沿力的作用方向縮短，截面變粗。 PP通用技術必修模塊本單元中幾個教學問題的認識 4.結構中五種載荷的模型剪切剪切 載荷載荷作用在構件相對的兩個側面上，且與構件作用在構件相對的兩個側面上，且與構件 軸線垂直，大小相等，方向相反，作用線軸線垂直，大小相等，方向相反，作用線 相距很近的一對外力。相距很近的一對外力。 變形變形構件的相鄰兩截面沿力的作用方向產生錯構件的相鄰兩截面沿力的作用方向產生錯 位。位。 PP通用技術必修模塊本單元中幾個教學問題的認識 4.結構中五種載荷的模型扭轉扭轉 載荷載荷兩個大小相等，方向相反，作用在垂兩個大小相等，方向

20、相反，作用在垂 直于構件軸線的平面內的平衡力偶。直于構件軸線的平面內的平衡力偶。 變形變形構件橫截面之間產生繞軸線的相對轉動。構件橫截面之間產生繞軸線的相對轉動。 通用技術必修模塊本單元中幾個教學問題的認識 4. 4. 結構中五種載荷的模型結構中五種載荷的模型彎曲彎曲 載荷：使構件產生彎曲的載荷通常有兩種。一是縱載荷：使構件產生彎曲的載荷通常有兩種。一是縱 向平面內的橫向平衡力系，作用力可以是向平面內的橫向平衡力系，作用力可以是 集中力，也可以是分布力。二是縱向平面內集中力，也可以是分布力。二是縱向平面內 的平衡力偶。或者是二者皆有。它們就是教的平衡力偶。或者是二者皆有。它們就是教 材上說的材

21、上說的“彎曲力彎曲力”。 變形：構件的軸線在縱向平面內產生彎曲，構件的變形：構件的軸線在縱向平面內產生彎曲，構件的 總體長度不改變。橫截面的形狀和大小也不總體長度不改變。橫截面的形狀和大小也不 改變改變。通用技術必修模塊本單元中幾個教學問題的認識 4. 4.結構中五種載荷的模型結構中五種載荷的模型彎曲彎曲通用技術必修模塊本單元中幾個教學問題的認識本單元中幾個教學問題的認識 5. 梁的彎曲是彎曲力作用的結果，不是拉力或壓力作用的結果。ABPPRAMA通用技術必修模塊本單元中幾個教學問題的認識 6. 關于應力。有人問，對結構來說是應力大好，還是應力小好？ 我們在分析結構的強度時，涉及到兩種應力。一

22、種是結構因承受載荷變形而產生的應力，這種應力叫做工作應力。另一種應力是結構（材料）所能提供的，表示結構材料承受能力的應力，通常稱為許用應力。對工作應力來說，小一點有好處，結構會更安全。但也不是越小越好，如果工作應力經常都是很小，那對結構來說，也是一種浪費。對許用應力來說，也不是越大越好，夠用就行。通用技術必修模塊本單元中幾個教學問題的認識 7.結構的強度是和載荷相關的一個概念。 它表示結構承載某種載荷的能力。離開載荷來談結構的強度是沒有意義的。比如說，一根繩子，當載荷是壓力的時候，就無強度可言，而對拉力來說，那它就具有一定的強度。 在分析影響結構強度的因素時，必須考慮載荷的因素，不能壟統的說，

23、連接方式影響強度。 通用技術必修模塊本單元中幾個教學問題的認識 8. 搖晃的物體是不是穩定的？ 根據我們教材對結構穩定性的定義，只要不翻倒，物體具備恢復原來狀態的能力，物體 就應該是穩定的。因此，不倒翁應該是穩定的。 也就是說，搖晃不搖晃不是判斷穩定不穩定的標準 從這個角度講，照相機支架選擇三角架，就不應該是“因為它最穩定”的原因。而是因為它不會搖晃的原因。這一點在教學中應該注意區別。通用技術必修模塊結構設計載體的選擇 在本單元的教學中，一般應安排結構設計實踐。 實踐項目應考慮如下一些要求： （1）是一個承力結構，具有明 顯的施力體和支持體； （2）具有不同的承力部件； （3）便于進行受力分析

24、和檢測； （4）便于材料準備和制作。 通用技術必修模塊本單元中體現的部分技術思想和方法 結構決定事物特性的思想； 一個成功的結構，是功能、外觀、環境、人文的統一體； 工程結構的安全（強度、穩定性、剛度）觀念及方法； 20通用技術必修模塊第三單元 系統與設計 一、 相關課程標準 1.從應用的角度理解系統的含義從應用的角度理解系統的含義 2.通過簡單的系統的案例分析通過簡單的系統的案例分析,理解系統的基本特理解系統的基本特性，初步掌握系統分析的基本方法性，初步掌握系統分析的基本方法 3.理解系統優化的意義理解系統優化的意義,能結合實例分析影響系統能結合實例分析影響系統優化的因素優化的因素 4.通過

25、簡單的系統設計案例的分析通過簡單的系統設計案例的分析,初步學會簡單初步學會簡單系統設計的基本方法系統設計的基本方法 5.確定一個生活或生產中的簡單對象確定一個生活或生產中的簡單對象,根據設計要根據設計要求完成系統的方案設計求完成系統的方案設計通用技術必修模塊第三單元 系統與設計 二、主要教學內容 （一）系統概論 1.什么 是系統？ 2.系統的組成及分類。 3.系統的基本特性：整體性；相關性；系統 的 目的和功能；環境適應性；動態性。 通用技術必修模塊第三單元 系統與設計 二、主要教學內容（二）系統分析 1.什么 叫系統分析？ 2.為什么要進行系統分析？ 3.怎樣進行系統分析？ （1）系統分析的

26、一般步驟。 （2）系統分析應遵循的原則。 4.系統分析案例。教材上介紹了一些，還可以根 據具體的教學情況，再找一些案例。通用技術必修模塊第三單元 系統與設計 二、主要教學內容 （三）系統設計和優化 由于教學時間和條件，不可能有很多時間讓學生進行設計的實踐，只能一般的介紹。對于系統的優化，其中有關“線性規劃”問題，最好能夠講一講，主要讓學生知道系統建模的簡單概念。方程組的求解，在高二時，數學課會有這方面的內容。不需要作詳細的講解，直接把教材上的例子解出來就可以了。 通用技術必修模塊第三單元 系統與設計 三、本單元的活動建議 組裝自行車。通過這個活動認識系統，理解 系 統的含義。用系統的觀點對“限

27、塑令”給以評價，提出進 一步的優化方案。 把你對某門功課的學習看成一個系 統，試從系統優化的角度，提出優化 目 標，及實現目標的措施通用技術必修模塊第三單元 系統與設計 四、教學建議 系統論、信息論和控制論是橫跨多學科的綜合科學，被稱為“三論”。“三論”作為科學方法論，顯示了對復雜事物研究的特殊有效性。它們雖然起源于自然科學，但是由于他們具有高度的抽象性和適應性，它們正在日益廣泛的向各個領域滲透。系統論的思想和方法極其豐富，在社會、政治、經濟、科教等各個方面得到了廣泛的應用。技術課程中的“系統”所包含的內容雖然很簡單，但其中滲透的思想和方法具有很強的普遍意義，是學生技術素養學習的精華所在。通過

28、本單元的教學，應讓學生初步領悟系統的一般思想和方法。如從整體出發分析和處理問題的思想和方法；從系統結構分析系統特性的思想和方法等。通用技術必修模塊第三單元 系統與設計 四、教學建議 1從應用的角度理解系統的涵義從應用的角度理解系統的涵義 教學設計中，要通過學生能看得見的具有系統特性的實例案例，讓學生從應用的角度來理解系統的含義，因為系統的概念看似抽象，其實是很具體的。如果讓學生僅從概念來理解系統的特性，是比較抽象和枯燥的，這時，我們選取一、兩個具有典型意義的系統的案例分析入手，來把握系統的特性，就顯得直觀和形象些，如果能讓學生自己總結出這些特性，那就更好了，這里關鍵是案例的選取和教師的引導。通

29、用技術必修模塊第三單元 系統與設計 四、教學建議 2通過簡單的系統的案例分析，理解系統的基本特性，初通過簡單的系統的案例分析，理解系統的基本特性，初步掌握系統分析的基本方法步掌握系統分析的基本方法 課標只要求學生掌握粗淺的系統分析的基本方法。要掌握系統的分析的基本方法，離不開案例分析，教學設計中要精選案例，要善于引導學生從案例分析中總結規律和方法。系統分析首先從整體出發，提出整體目標，在考慮實現整體目標的前提下，考慮各個子系統與各部分之間的關系，始終著重整體與部分之間的相互聯系、相互作用、相互制約的關系，從而揭示系統的特征與規律。系統的特性構成了系統的基本思想。一般來說，學生對系統分析的概念并

30、不熟悉，教師最好要多找一些事例來講解，讓學生樹立起系統分析的概念。 通用技術必修模塊第三單元 系統與設計 四、教學建議 3理解系統優化的意義，能結合實例分析影響系統優化理解系統優化的意義，能結合實例分析影響系統優化 的的 因素因素 教學中，要結合實例引導學生分析影響系統優化的因素。我們要認識到，一個系統并不是一經產生就是很完備的，為了使它進一步適應外界環境，提高系統的有序性及整體的運行效果，需要不斷地對系統進行優化。在不同的系統中，影響系統優化的因素是有區別的，要注意分析組成系統的各部分對系統的重要程度，在動態中協調整體與部分之間的關系，使部分目標服從整體的目標，達到系統的最優化。而為了系統達

31、到最優化的目標所提出的各種解決方法，稱為最優化方法。通用技術必修模塊第三單元 系統與設計 四、教學建議 4通過簡單的系統設計案例分析，初步學會簡通過簡單的系統設計案例分析，初步學會簡 單系統設計的基本方法單系統設計的基本方法 教學中，我們可以通過簡單系統設計案例的分析，讓學生總結和歸納，初步學會簡單的系統設計的基本方法。系統的設計是建立在對系統進行有效的分析基礎上的，而在學生的生活和學習中，系統設計運用的的案例比比皆是，教師可以列舉一些，讓學生通過類似系統設計的分析，進一步掌握系統設計的基本方法。w本單元需要6課時。簡 單 控 制 系統的設計簡單控制系統的分析 控制方式 開環控制系統的基本組成

32、和工作過程 閉環控制系統的基本組成和工作過程控控 制制 與與 設設 計計 控制的涵義 控制的應用 控制的概念 控制系統的方框圖 控制系統的干擾因素 確定設計方案 控制系統的實現與調試熱蒸汽冷水熱水攪拌器水溫人工控制系統CT0熱蒸汽冷水熱水攪拌器水溫自動控制系統CT0+-手水箱溫度計眼睛大腦給定水溫實際水溫蒸汽閥門開度實際水溫UU電動機水箱測溫裝置給定水溫蒸汽閥門開度比較元件杠桿機構蒸汽閥門蒸汽機離心測速機構給定轉速（張角）實際轉速離心擺實際張角膜盒回油針發動機大氣壓力轉速通用技術必修模塊 第四單元第四單元 控制與設計控制與設計 四、附錄四、附錄控制教學中的幾個基本問題控制教學中的幾個基本問題

33、5控制系統的雙重任務控制系統的雙重任務 對于如右圖所示的 反饋控制系統，不管其 具體的用途如何，但它 過具有雙重任務。一方 面，它應保證輸出量能 準確的跟隨指令的變化 而變化；另一方面，它 又能保證在干擾作用下，使輸出量準確地回到原來的狀態。也就是說，系統既要有良好的跟隨指令變化的能力，又要有良好的抗干擾能力。這就是控制系統的雙重任務。實際上，這二者又是統一的，都是要保證輸出量按給定量的規律變化。前者，是指令（給定值）主動變化，控制系統運行的結果是由原有平衡狀態以一定的精度過度到一個新的穩定狀態。后者是給定值不變，當輸出量因干擾而變化后，控制系統應能使輸出量恢復到原來的狀態。輸出輸入控制裝置控

34、制對象反饋裝置通用技術必修模塊第四單元 控制與設計 四、附錄四、附錄控制教學中的幾個基本問題控制教學中的幾個基本問題 6控制系統的設計控制系統的設計 （1）一般控制系統的設計要求）一般控制系統的設計要求 當指令改變或干擾使系統的輸出量偏離給定值時，控制系統將開始其控制過程。當指令改變或干擾使系統的輸出量偏離給定值時，控制系統將開始其控制過程。由于系統本身的特性，這個控制過程將會有不同的情況：現以指令改變，輸出量從現有由于系統本身的特性，這個控制過程將會有不同的情況：現以指令改變，輸出量從現有狀態過渡到新的輸出狀態的控制過程為例，有的可能是平穩地過渡，有的可能是經過振狀態過渡到新的輸出狀態的控制

35、過程為例，有的可能是平穩地過渡，有的可能是經過振蕩后到達新的狀態，而有的可能一直振蕩不停，還有的可能振蕩越來越大，根本就到不蕩后到達新的狀態，而有的可能一直振蕩不停，還有的可能振蕩越來越大，根本就到不了控制要求的新狀態。如下圖所示。了控制要求的新狀態。如下圖所示。 如果控制過程呈后面兩種情況我們稱系統不穩定。不穩定的系統是不能用的，因此，如果控制過程呈后面兩種情況我們稱系統不穩定。不穩定的系統是不能用的，因此，控制系統設計的第一個要求就是穩定性要求?？刂葡到y設計的第一個要求就是穩定性要求。 系統設計的第二個要求就是控制精度，就是在給定的時間內，輸出量能進入允許的系統設計的第二個要求就是控制精度

36、，就是在給定的時間內，輸出量能進入允許的范圍內。范圍內。 第三個要求就是調節的快速要求。一般是規定誤差達到一定值時所用的時間。第三個要求就是調節的快速要求。一般是規定誤差達到一定值時所用的時間。 有的系統不允許振蕩，就得設計成漸近系統，其控制過程應如圖中第一在種情況。有的系統不允許振蕩，就得設計成漸近系統，其控制過程應如圖中第一在種情況。 控制系統的設計還有其它一些要求，如可靠、經濟、容易實現等控制系統的設計還有其它一些要求，如可靠、經濟、容易實現等通用技術必修模塊第四單元 控制與設計 四、附錄四、附錄控制教學中的幾個基本問題控制教學中的幾個基本問題 6控制系統的設計控制系統的設計 （2）控制

37、系統設計的步驟 當前，對于一般的控制系統設計，基本上還采用試探法。基本步驟如下： 初步設計初步設計 先分析給定的設計任務，建立被控對象的數學模型。然后確定 初步方案，選擇控制裝置的元部件擬定原理線路和結構方案。 在此基礎上，建立系統的數學模型，進行穩態和動態分析。一般都是利用 模擬技術進行數學模擬，反復修改參數，直到獲得比較滿意的初步模型。 原理試驗原理試驗 根據原理線路，建造試驗模型。通過試驗，修改初步模型。這一北是十分 重要的工作。 樣機生產樣機生產 在原理試驗的基礎上考慮工藝、結構、安裝等因素生產樣機，并對其進行 反復試驗和調整，直到使樣機滿足給定的性能為止。 模擬試驗模擬試驗 將調整后

38、的樣機和被控對象在試驗臺上進行聯機試驗。但對于一些大型的 對象，通常是采用“半物理模擬試驗”，即控制器用實物，對象用模擬的數 學 模型。通過模擬試驗后，再進行調整和修改，才能成為正式設計產品。 上述設計過程，是一般設計單位的通常程序，在這里做一簡單介紹，是讓老師們了解的。對學生來說，還是按教材講為好。通用技術必修模塊謝謝！ 0y(v%r#oXlTiQfNbK8G5D2A-x*u$qZnVkShPdMaJ7F4C0z)w&s!pYmUjRfOcL9H6E3B+y(v%r#oWlTiQeNbK8G5D1A-x*t$qZnVkSgPdMaI7F4C0z)v&s!pXmUjRfOcK9

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