系统的基本特性分析.ppt

1、Add Your Company Slogan3.2 3.2 系统的基本特性分析系统的基本特性分析一、波轮式全自动洗衣机系统分析自主阅读课本回答问题自主阅读课本回答问题:n1、洗衣机的组成、功能是什么？各部分与功能、洗衣机的组成、功能是什么？各部分与功能的关系？的关系？n2、洗衣机波轮安装方式与洗涤效果是什么关系、洗衣机波轮安装方式与洗涤效果是什么关系？n3、洗衣机的其他组成部分（除波轮外）对总功、洗衣机的其他组成部分（除波轮外）对总功能起什么作用？能起什么作用？n4、洗衣机的各个系统间是怎样相关联的？、洗衣机的各个系统间是怎样相关联的？n5、洗衣机工作是与外界环境有哪些关系？、洗衣机工作是与

2、外界环境有哪些关系？n（1）组成：波轮式洗衣机由洗涤与脱水桶、）组成：波轮式洗衣机由洗涤与脱水桶、波轮、传动机构、操作与控制面板、机箱体、波轮、传动机构、操作与控制面板、机箱体、进水机构、排水机构和供电线路等部分组成。进水机构、排水机构和供电线路等部分组成。n（2）功能：洗衣机的总体功能是洗净衣物。）功能：洗衣机的总体功能是洗净衣物。为达到目的，它的各组成部分各具分功能和作为达到目的，它的各组成部分各具分功能和作用，以支撑现实总共能。用，以支撑现实总共能。1.组成与功能组成与功能喷流式：喷流式：类似手工洗衣，洗涤时间短、污垢容类似手工洗衣，洗涤时间短、污垢容易洗掉、机器结构简单、故障少和造价低

3、廉，易洗掉、机器结构简单、故障少和造价低廉，但是容易对织物造成较大的损伤。但是容易对织物造成较大的损伤。旋涡式：旋涡式：波轮装在洗衣机底部，洗剂时形成强波轮装在洗衣机底部，洗剂时形成强烈的涡流，洗涤时间短、结构简单、价格便烈的涡流，洗涤时间短、结构简单、价格便宜、磨损较轻。宜、磨损较轻。2.安装方法决定洗涤效果安装方法决定洗涤效果3.上盖：保证安全和洗涤液不外溢。上盖：保证安全和洗涤液不外溢。机箱：安置组合各个部分，并起支撑作机箱：安置组合各个部分，并起支撑作用。用。洗衣桶：容纳洗涤液和洗涤物品。洗衣桶：容纳洗涤液和洗涤物品。操作面板：操控洗涤程序操作面板：操控洗涤程序。各个组成部分按照功能分

4、别称为给水子系各个组成部分按照功能分别称为给水子系统、驱动运动子系统、操作控制子系统、支撑统、驱动运动子系统、操作控制子系统、支撑子系统等。子系统等。水流的洗涤与漂洗简称为洗，是洗水流的洗涤与漂洗简称为洗，是洗衣机的核心，围绕着它，各组成部分之间实现衣机的核心，围绕着它，各组成部分之间实现有机关联。有机关联。先从各个局部看：先从各个局部看：n供电、驱动供电、驱动 波轮旋转波轮旋转水流形成；水流形成；n进水（注水）进水（注水）洗涤、漂洗洗涤、漂洗排水；排水；n面板上各开关、按钮面板上各开关、按钮各个洗涤程序；各个洗涤程序；n将各部分装于机箱体内将各部分装于机箱体内洗衣机整体；洗衣机整体；4.洗衣

5、机各组成部分之间的关系洗衣机各组成部分之间的关系水流的洗涤与漂洗水流的洗涤与漂洗驱动运动驱动运动进水、排水进水、排水洗涤程序洗涤程序桶、机箱桶、机箱洗衣机各部分之间关系示意图洗衣机各部分之间关系示意图5.洗衣机和外接环境之间的关系洗衣机和外接环境之间的关系洗衣机洗衣机进水进水供电供电操作者操作者支撑基支撑基排水排水噪声噪声洗衣机与环境关系示意图洗衣机与环境关系示意图n进水：环境给洗衣机诸如工作的介质。进水：环境给洗衣机诸如工作的介质。n供电：环境给洗衣机提供工作能量。供电：环境给洗衣机提供工作能量。n操作者：环境（人）向洗衣机发出工作程序的操作者：环境（人）向洗衣机发出工作程序的信息。信息。n

6、噪声：洗衣机工作过程中向外界环境加强的一噪声：洗衣机工作过程中向外界环境加强的一种影响。种影响。n排水：洗衣机工作过程中向外界环境排放物质。排水：洗衣机工作过程中向外界环境排放物质。n支撑基：有两层关系：一是左边的指向洗衣机支撑基：有两层关系：一是左边的指向洗衣机的箭头，表示环境给洗衣机提供支撑；二是右的箭头，表示环境给洗衣机提供支撑；二是右边的指向支撑基的箭头，表示洗衣机工作过程边的指向支撑基的箭头，表示洗衣机工作过程中向外界环境增加的有一种影响，如振动。中向外界环境增加的有一种影响，如振动。如果电源电压和频率有大幅的波动，会给洗衣如果电源电压和频率有大幅的波动，会给洗衣机的工作带来什么影响

7、机的工作带来什么影响？洗衣机工作时，放置在什么地方好？为什么？洗衣机工作时，放置在什么地方好？为什么？走进生活走进生活思考：思考：洗衣机的电动机工作的额定电压为洗衣机的电动机工作的额定电压为220-240V，频率为，频率为50Hz。如果电压过小，电动机。如果电压过小，电动机不能启动。如果电压过大，电动机绕组会烧毁。不能启动。如果电压过大，电动机绕组会烧毁。频率大小变化，会导致绕组内感应电动势的大频率大小变化，会导致绕组内感应电动势的大小发生变化，影响正常工作。小发生变化，影响正常工作。洗衣机工作时放置在卫生间好，有几个原洗衣机工作时放置在卫生间好，有几个原因：上下水方便，噪音对正常生活造成影

8、响小，因：上下水方便，噪音对正常生活造成影响小，和浴室相比，卫生间的湿度小，不会出现因湿和浴室相比，卫生间的湿度小，不会出现因湿度大而产生的短路、腐蚀等现象。度大而产生的短路、腐蚀等现象。n评价：主要有以下几点：可靠性、返修率；实评价：主要有以下几点：可靠性、返修率；实用性，包括洗涤容量、外形大小等；性能用性，包括洗涤容量、外形大小等；性能/价价格比；安全、节能、环保；外表、美观。格比；安全、节能、环保；外表、美观。n小结：洗衣机作为一个整体，总体的功能就是小结：洗衣机作为一个整体，总体的功能就是洗净衣服。它的各个组成部分都是围绕着支撑洗净衣服。它的各个组成部分都是围绕着支撑实现总功能来确定其

9、结构、工作方式的；各个实现总功能来确定其结构、工作方式的；各个组成部分的设计要服从于整体功能、整体效益组成部分的设计要服从于整体功能、整体效益的需要。的需要。洗衣机系统的评价与小结洗衣机系统的评价与小结赛龙舟赛龙舟n当然，作为一项有着两千多年历史的传统比赛项目，赛龙舟仍然具有不可替代的魅力。n1983年，经国家体育总局批准，龙舟成为国家开展的正式体育项目。常州在2001年正式恢复了自明代就已有之的“六龙竞渡白云溪”地方民俗活动。在市区最繁华的地段，组织龙舟队伍竞渡，配合以舞龙大赛、龙风筝竞技、龙文化展示、水陆空立体式表演等系列活动。现在，端午习俗如今已飘香海内外，龙舟竞渡更成为世界性的体育项目

10、龙舟竞渡龙舟竞渡二、龙舟赛艇系统分析二、龙舟赛艇系统分析1、龙舟赛艇系统的功能与构成、龙舟赛艇系统的功能与构成（1）系统的功能：用于团队比赛。）系统的功能：用于团队比赛。（2）系统的构成：）系统的构成：n艇体子系统：支撑荷载，合理的艇身造型可以减少艇体子系统：支撑荷载，合理的艇身造型可以减少水的阻力。水的阻力。n运动子系统：主要由若干副浆组成，用于划水；艇运动子系统：主要由若干副浆组成，用于划水；艇后设舵或由一桨代替。后设舵或由一桨代替。n动力子系统：由若干名运动员组成，按艇上指挥号动力子系统：由若干名运动员组成，按艇上指挥号令划桨。令划桨。n2、比赛取胜要素、比赛取胜要素u划的力量大划的力

11、量大u前进的方向性好前进的方向性好u总体质量尽可能的小总体质量尽可能的小n3、赛艇的定量描述分析尝试、赛艇的定量描述分析尝试n（1）赛艇速度的获得）赛艇速度的获得 奋力划桨，水给桨以反作用，赛艇得到动力，奋力划桨，水给桨以反作用，赛艇得到动力，记做记做F1，空气和水给赛艇的阻力，记做，空气和水给赛艇的阻力，记做F2。艇。艇与人的质量与人的质量m，由，由F=ma和和F=F1-F2。可得加速。可得加速度度a，有了，有了a就获得了速度就获得了速度v。（2）作用于艇上力的平衡）作用于艇上力的平衡 ma-F=0（ma本质上是一种力，表示运动体要本质上是一种力，表示运动体要克服的惯性；克服的惯性；F表示施

12、加于运动体上的外力，包表示施加于运动体上的外力，包括动力、阻力或其他的力。）括动力、阻力或其他的力。）n（3）赛艇质量的权衡）赛艇质量的权衡赛艇的质量有两部分组成，人和赛艇及其设备。赛艇的质量有两部分组成，人和赛艇及其设备。上艇运动员的选择要求应该是：力气大而质量相对小。上艇运动员的选择要求应该是：力气大而质量相对小。n（4）赛艇运动的数学描述）赛艇运动的数学描述赛艇运动可以用牛顿第二定律进行严格的定量描述。赛艇运动可以用牛顿第二定律进行严格的定量描述。这种描述运动特性的数学表达式，一般称为数学模型。这种描述运动特性的数学表达式，一般称为数学模型。寻求某一运动的数学模型的过程，称之为建模过程。

13、寻求某一运动的数学模型的过程，称之为建模过程。n4、龙舟赛艇系统的评价与小结、龙舟赛艇系统的评价与小结（1）评价）评价 影响赛艇速度的因素：划的力量大、前进的方影响赛艇速度的因素：划的力量大、前进的方向性好、总体质量尽可能小。向性好、总体质量尽可能小。（2）小结）小结 赛艇系统作为一个整体，它的功能和目的是比赛艇系统作为一个整体，它的功能和目的是比赛与取胜。作为系统它具有整体性、目的性、各赛与取胜。作为系统它具有整体性、目的性、各个子系统的相关性和工作环境的适应性等特性。个子系统的相关性和工作环境的适应性等特性。n通过洗衣机和赛龙舟两个案例的分析过程，总通过洗衣机和赛龙舟两个案例的分析过程，总

14、结方法如下：结方法如下：分析研究评价比较阐明问题n思考：思考：n1、速度是怎样产生的？如果考虑阻力，实际的、速度是怎样产生的？如果考虑阻力，实际的动力值应该怎样考虑？怎样才能减少阻力？动力值应该怎样考虑？怎样才能减少阻力？n2、在上面的分析中，只重点讨论了施加动力的、在上面的分析中，只重点讨论了施加动力的大或小的作用。如果考虑提高划桨的频率，会大或小的作用。如果考虑提高划桨的频率，会带来什么作用？带来什么作用？n3、如果突然出现一阵风吹到赛艇上，结合牛顿、如果突然出现一阵风吹到赛艇上，结合牛顿第二定律的公式，做一些论述？第二定律的公式，做一些论述？n4、将龙舟赛艇系统与波轮式全自动洗衣机相对、

15、将龙舟赛艇系统与波轮式全自动洗衣机相对比，试就系统内部各分系统的关联关系和系统比，试就系统内部各分系统的关联关系和系统与外界环境关系，对赛艇系统做一些分析。与外界环境关系，对赛艇系统做一些分析。系统的基本特性系统的基本特性整体性整体性系统的整体性：系统的整体性：系统是一个整体，它不是各个要素的系统是一个整体，它不是各个要素的简单相加，系统的整体功能是各要素简单相加，系统的整体功能是各要素在孤立状态下所没有的。在孤立状态下所没有的。整体性：系统最基本的特性。整体性：系统最基本的特性。1+1 2“阿波罗”登月计划n 20世纪世纪60年代末美国的年代末美国的“阿波罗阿波罗”登月计划把载人飞船登月计划

16、把载人飞船送上了月球，飞船和运载火箭共有送上了月球，飞船和运载火箭共有700多万个零件，这些多万个零件，这些零件本身都很一般，没有一个是新研制的，但正是这些一零件本身都很一般，没有一个是新研制的，但正是这些一般的零件按照一定的结构组成了能把人送上月球的性能优般的零件按照一定的结构组成了能把人送上月球的性能优越的飞船。越的飞船。思考：以上案例说明了什么思考：以上案例说明了什么？系统的整体功能大于各部分的功能之和。（即系统的整体功能大于各部分的功能之和。（即1+12）07年年8月月17日无锡市区，一辆汽车由于刹车片零日无锡市区，一辆汽车由于刹车片零件质量有问题，使刹车迟缓而造成重大车祸件质量有问题

17、使刹车迟缓而造成重大车祸。消防员赶到时，车上四人消防员赶到时，车上四人,已经直接被火化了已经直接被火化了.(1)整体性整体性 任何一个要素发生变化或出现故障，都会影响其他要素或整任何一个要素发生变化或出现故障，都会影响其他要素或整体的功能发挥。体的功能发挥。一、系统具有整体性一、系统具有整体性4 4、系统要求它的局部服从整体，强调整体观点、整体目标、系统要求它的局部服从整体，强调整体观点、整体目标 和整体效益。和整体效益。1、系统的整体性也称为集合性，是系统的最基本属性。、系统的整体性也称为集合性，是系统的最基本属性。2、系统是一个整体，即具有整体的特性功能、目标和、系统是一个整体，即具有整

18、体的特性功能、目标和 作用的有机整体。作用的有机整体。3、系统不是各元素的简单集合，也不是简单的数量相加。、系统不是各元素的简单集合，也不是简单的数量相加。侧重侧重“部分影响整体部分影响整体”n相关性是指组成系统的各要素之间或系统整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。体与部分之间的相互作用、相互联系。如：建筑物的梁柱关系如：建筑物的梁柱关系 钢材中的碳含量的高低钢材中的碳含量的高低 与强度、硬度、韧与强度、硬度、韧性的关系。性的关系。(2)(2)相关性相关性生态系统的相关性生态系统的相关性(3)(3)目的性目的性也称为功能性。每个系统都具有特殊也称为功能性。

19、每个系统都具有特殊功能。这也正是区别不同系统的标志。功能。这也正是区别不同系统的标志。(3)(3)目的性目的性设计这个钟表的目的是为了满足人们对计时功能的需要 5 5、环境适应性、环境适应性系统必须适应外部环境的变化。系统必须适应外部环境的变化。例如：例如：“春捂秋冻春捂秋冻”n人自身就是一个系统，春天穿多一些是对冬天的一种适应和衔接n秋天穿少一点是对夏天的衔接和向冬天过渡到一种准备。n两者都是为了使人的身体逐渐适应外界气温的变化而不至于生病另外，保护色的作用也是为了保护动物自身的生存。另外，保护色的作用也是为了保护动物自身的生存。绿色草丛中的蝈蝈绿色草丛中的蝈蝈北极熊北极熊冬天和夏天的雷鸟冬

20、天和夏天的雷鸟小结：系统的基本特性系统的基本特性(4)(4)环境适应性环境适应性(3)(3)目的性目的性(2)(2)相关性相关性(1)(1)整体性整体性整体的角度整体的角度联系的观点联系的观点发展的眼光发展的眼光哲学哲学观点观点分析以下例子反映系统的哪方面基本特性。分析以下例子反映系统的哪方面基本特性。1、西游记西游记中师徒四人需要中师徒四人需要齐心协力才能取得真经。齐心协力才能取得真经。2、某大桥使用后发生垮塌，、某大桥使用后发生垮塌，经调查事故原因是建筑水泥的经调查事故原因是建筑水泥的标号没有达到国家标准。标号没有达到国家标准。3、火车铁轨每段之间需要有、火车铁轨每段之间需要有一定的缝隙，

21、以免热胀冷缩后一定的缝隙，以免热胀冷缩后铁轨变形发生脱轨。铁轨变形发生脱轨。整体性整体性相关性相关性相关性相关性环境适应性环境适应性四、系统分析的基本方法四、系统分析的基本方法n1、系统的思想、系统的思想作为系统，它们都具有整体性、相关性、作为系统，它们都具有整体性、相关性、目的性和环境适应性。系统的这些基本特性，目的性和环境适应性。系统的这些基本特性，就构成了系统的基本思想。就构成了系统的基本思想。n2、系统分析的基本方法、系统分析的基本方法 运用运用系统的思想系统的思想和和定性定量定性定量相结合的方法，相结合的方法，对系统进行分析，就是系统分析的基本方法。对系统进行分析，就是系统分析的基本

22、方法。定性分析定性分析n定性分析：定性分析：就是对研究对象进行就是对研究对象进行“质质”的方面的分析。的方面的分析。具体地说是运用具体地说是运用归纳和演绎、分析与综合以及归纳和演绎、分析与综合以及抽象与概括等方法抽象与概括等方法，对获得的各种材料进行思，对获得的各种材料进行思维加工，从而能去粗取精、去伪存真、由此及维加工，从而能去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里，达到认识事物本质、揭示内在彼、由表及里，达到认识事物本质、揭示内在规律。规律。定量分析定量分析n定量分析定量分析是依据是依据统计数据统计数据，建立数学模型，建立数学模型，并用数学模型计算出分析对象的各项指标及其并用数学模型计算出分

23、析对象的各项指标及其数值的一种方法。数值的一种方法。n 相比而言，定量分析更加科学，但需要较相比而言，定量分析更加科学，但需要较高深的数学知识，而定性分析方法虽然较为粗高深的数学知识，而定性分析方法虽然较为粗糙，但在数据资料不够充分或分析者数学基础糙，但在数据资料不够充分或分析者数学基础较为薄弱时比较适用。较为薄弱时比较适用。n不同的分析方法各有其不同的特点与性能，不同的分析方法各有其不同的特点与性能，但是都具有一个共同之处，即它们一般都是通但是都具有一个共同之处，即它们一般都是通过比较对照来分析问题和说明问题的。过比较对照来分析问题和说明问题的。案例分析案例分析田忌赛马田忌赛马1、田忌与齐王

24、的三局赛马可以有几种方案？、田忌与齐王的三局赛马可以有几种方案？2、孙膑所出的主意，为什么能使田忌赢了齐王？、孙膑所出的主意，为什么能使田忌赢了齐王？2、系统分析的基本方法 战国时代，齐王常与他的大将战国时代，齐王常与他的大将田忌赛马，双方约定每场各出一田忌赛马，双方约定每场各出一匹马，分三场进行比赛。齐王的匹马，分三场进行比赛。齐王的马有上、中、下三等，田忌的马马有上、中、下三等，田忌的马也有上、中、下三等，但每一等也有上、中、下三等，但每一等都比不上齐王同等的吗，于是田都比不上齐王同等的吗，于是田忌屡赛屡输。一日，田忌的宾客、忌屡赛屡输。一日，田忌的宾客、对军事颇有研究的孙膑给田忌除对军事

25、颇有研究的孙膑给田忌除了一个主意，结果田忌以二比一了一个主意，结果田忌以二比一赢了齐王。赢了齐王。系统分析的一般步骤：n明确问题，设计目标：明确问题，设计目标：明确所要研究问题的性质和范明确所要研究问题的性质和范围，提出所要达到的目标，明确约束条件围，提出所要达到的目标，明确约束条件n收集资料，制定方案：收集资料，制定方案：收集相关资料，制定解决问题收集相关资料，制定解决问题的各种备选方案，预计可能产生的各种结果的各种备选方案，预计可能产生的各种结果n分析计算，评价比较：分析计算，评价比较：对资料和数据做必要的计算，对资料和数据做必要的计算，进行各子系统的分析，再进行系统的整体性分析，将各种方

26、进行各子系统的分析，再进行系统的整体性分析，将各种方案进行评价对比，选择最佳方案案进行评价对比，选择最佳方案n检验核实，做出决策：检验核实，做出决策：如果对方案不够满意，还可以如果对方案不够满意，还可以按上述程序反复进行，直到获得满意的方案为止按上述程序反复进行，直到获得满意的方案为止系统分析的主要原则：系统分析的主要原则：n整体性原则：整体性原则：n科学性原则科学性原则n综合性原则综合性原则三个阶段：三个阶段：n1 1、阐明问题阐明问题:分析的对象（系统）、系统分析的对象（系统）、系统的整体功能、系统的组成的整体功能、系统的组成n2 2、分析研究：分析研究：系统内部机理、系统内部系统内部机理

27、系统内部各子系统的关联、配合；系统与其外部环各子系统的关联、配合；系统与其外部环境的关系；基本的定量分析境的关系；基本的定量分析n3 3、评价比较：评价比较：系统性能、品质评价，系系统性能、品质评价，系统运行效果评价，同类系统间比较，找出统运行效果评价，同类系统间比较，找出优劣。优劣。当堂检测：当堂检测：1 1、一堆沙子、钢筋、水泥等等材料散、一堆沙子、钢筋、水泥等等材料散放在一起没什么意义，但是如果将它们放在一起没什么意义，但是如果将它们按照一定的结构形式造成一座桥梁，就按照一定的结构形式造成一座桥梁，就具有了交通的功能，这个案例说明系统具有了交通的功能，这个案例说明系统最基本的特性是：（最基本的特性是：（）A A、目的性、目的性 B B、动态性、动态性 C C、整体性、整体性 D D、适应性适应性c当堂检测：当堂检测：2 2、赵明同学家所在街道的人行道路在一、赵明同学家所在街道的人行道路在一年内进行了铺设通讯线路、煤气管道、年内进行了铺设通讯线路、煤气管道、下水管道修理三次施工，给市民带来了下水管道修理三次施工，给市民带来了生活的不便，这说明对于道路的改造不生活的不便，这说明对于道路的改造不符合系统设计的（符合系统设计的（）原则）原则A A 整体性原则整体性原则 B B 动态性原则动态性原则 C C 综合处理的原则综合处理的原则 D D人性化设计的原则人性化设计的原则A