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1、技术与设计2 第3单元 系统与设计,系统与设计章节概要,系统的结构 系统的分析 系统的设计,一、系统的结构（ ）,系统：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。 21+1 即系统（用“2”表示）的功能超过组成系统的个体（用“1”表示）功能和。,系统可大可小，具体按照不同的要求划分，如自行车系统，自行车刹车系统，自行车传动系统等。,贝塔朗菲的系统论介绍,系统就是你所关注的对象。我思故我在，系统是“主观想象”，不是“客观存在”。 对于同样的系统，当你关注点不同时，代表不同的系统。如射击运动： 枪械设计师：枪 射击运动员：“枪+靶” 比赛组织者：运动员+
2、观众+场地+后勤,所以，不同考试题对于同一类对象描述时略有不同，可能“系统”就不同。,贝塔朗菲的系统论介绍（重点理解）,系统的定义是主观的，即不同的人取的不同的名字，所以不同的教科书也对系统有不同的定义（因为作者不同），这有别于大家学的数学理论。 客观：不管有用没用，本身已经存在，与人有关。 主观：对人有用。 系统的定义无所谓对错。因为它是主观的。但对定义的证明有“对错”之分。 如评价某个人“年轻”或“年老”，对同一个人不同的人有不同的说法，对同一个人，不同的时间段内，同一个评价者也可以有不同说法。,系统三要素（ ）,1.至少要有两个或两个以上的要素； 2.要素之间相互联系，相互作用，按照一定
3、方式形成一个整体； 3.这个整体上有的功能是各个要素的功能中所没有的。,系统的类型（ ）,1.自然系统和人造系统： 生态系统是自然系统。 城市系统、计算机硬件系统和机械传动系统是人造系统。 2.实体系统和抽象系统： 生物系统、机械系统是实体系统。 哲学系统、计算机的操作系统是抽象系统。,系统的基本特性（ ）,整体性、相关性、目的性、动态性、环境适应性。 最基本的特性：整体性。是观察和分析系统最基本的思想和方法。 案例：木桶理论。 考虑系统内部要素时的关键特性：相关性。 考虑一定时间内是否稳定的特性：动态性。 （注：不同系统的时间需求可能不一样）,整体性（系统里面也有相关性）：,判断是否需要考虑
4、整体性方法 ： 如果两个要素组合出来有新功能，则体现整体性。,整体性不一定是所有集合体单个功能的总和或增强。,相关性（从系统要素之间考虑）：,（钢中碳含量高，则脆）,考虑整体性或相关性 ：,如果两个要素组合出来有新功能，则体现整体性。 相关性是因，整体性是果，相关性不是整体性的具体表现，从外部表现与功能表现上来说，系统是整体的，从系统的内部来说是相关。 如“丢卒保车”目的是赢棋，整体是它的最终功能。,考虑环境适应性和动态性 ：,具有环境适应性的系统一定有动态性，即在适应过程中是动态性，考虑动态性必须有“时间范畴”的限制。 如一座桥在设计寿命内具有原有功能，则它不具有“老化动态性”。但本身它会老
5、化。 飞机在云中振动中自动调整而适应云层，体现环境适应性，无动态性（动态性主要体现在系统本身有否功能等改变）,关于环境适应性与动态性补充说明,如飞机的环境适应性，它的时间限制性无特别要求，如规定飞机从北京飞到上海原定要1小时，它可能在云层中要适应1个小时的波动，是为实现生存本领。 而动态性如导弹打地面坦克，导弹从起飞到爆炸一般有时间限制，所以在这个时间限制内必须击中目标，不管目标是否移动。这就是动态性，是为实现某个目标。,动态性：,（任何系统都是一个动态，但我们考虑问题要有时间限制。） 案例：导弹跟踪系统,环境适应性（从整体考虑）：,春捂秋冻,案例：,冰箱中的？补偿开关,二、系统的分析：,系统
6、分析：为了发挥系统的功能，实现系统的目标，运用科学的方法对系统加以周详的考察、分析、比较、实验，并在此基础上拟订一套有效的处理步骤，或对原有的系统提出改进方案的过程。 目的：寻求解决问题的最佳决策。减少决策错误。,系统分析一般步骤：,1.明确问题，设立目标； 2.收集资料，制定方案； 3.分析计算，评价比较； 4.检验核实，作出决策。 注意：与技术与设计1中方案构思。,羽毛球案例 田忌赛马案例,系统分析的原则（ ）：,1.整体性； 2.科学性； 3.综合性； 浙江大学吴铁军教授观点：整体性与综合性只要一个够了。,系统优化：,1.整体性； 2.科学性； 3.综合性； 浙江大学吴铁军教授观点：整体
7、性与综合性只要一个够了。,系统优化：,最小的成本：最大的利润 最短的工期：更多的工程量 最少的能耗：更多的产品 单位面积土地：更高的农业产量 （如农业间作套种等）,影响系统优化的因素：,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。 优化目标；目标函数；约束条件（不能人为调节）；影响因素（可以人为调节）。,系统最优化方法：,使系统达到最优的目标而提出的求解方法。 数学模型最优解； 科学估算、试验满意解。,三、系统的设计：,相关理论请同学们细看资料！,系统分析要从整体出发，以系统整体功能的最优为目的。 一般步骤： 1.将系统分解为若干子系统； 2.确定各子系统的目标、功能及其相互关系； 3.对子系统进行技术设计和评价； 4.对系统进行总体技术设计和评价。,四、简单系统的设计实现：,简易机器人制作、调试、比赛。,相关理论请同学们细看资料！,