通用技术系统与设计第三节系统的设计

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1、系统与设计第三节系统的设计桐乡一中杜宗飞在日常生活和实践中，我们经常需要面对对各种各样的设计，例如：家庭室内装修设计假期旅游行程设计个人形象设计学校田径运动会竞赛日程表设计等等。1、什么是系统设计？2、系统设计应考虑的主要问题有哪些？3、系统设计的一般步骤是什么？阅读课文第76到90页，思考以下三个问题：（一）系统的设计系统设计：在系统分析的基础上，设计出满足预定目标的系统的过程。1．系统的设计的涵义：2．系统设计应考虑的主要问题：（一）系统的设计（1）系统设计的目的与要求。（2）系统各部分之间的相互联系与相互作用。（3）系统设计方案的优化。

2、理解：从系统的整体出发，以系统整体功能的最优为目的。理解：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。依据系统的基本特性，既要考虑当前，也要考虑长远。理解：从系统整体考虑优化，统筹兼顾，再在此基础上完善个部分的设计。思考：从系统设计的思路出发，怎样理顺这些关系？马上行动：（一）系统的设计（1）总体目标是：安全、快捷、经济（2）地质勘探、路向选择，选择合理的路线方案，如公路要越过两座山坡，是穿隧道还是绕道行。（3）进行合理的资金分配，考虑人员、材料安排方案，合理安排人员，各段工程同时进行，实行并行施工，在不增加

3、总资金的情况下，降低材料成本，减少材料的浪费，就近取材，就地取材，选择合理路线购置材料。在不增加过多人工的前提下，提高工程进度，提高劳动生产率。3．系统设计的一般步骤：（一）系统的设计（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）对系统进行总体设计和评价。可以概括为“总——分——总”。就是当我们要设计一个系统对象时，可以先将对象分解为一个子系统，分析和确定各个子系统的目标、功能以及它们之间的相互关系和结构组成，然后单独对每个子系统进行技术设计、评价及优化，然后对由完成的子系统

4、作为构件的系统整体进行总体技术设计和评价。1.遵守设计的一般过程、方法和原则（见《技术与设计1》P35～P39）2.遵守系统设计中特有的两条原则：（1）设计好系统中的每一个元素或子系统。（2）设计好各元素或子系统之间的协调关系。4.系统设计的基本方法要点：（一）系统的设计（二）简单系统的设计的实现：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。（二）简单系统的设计的实现：案例分析：手电筒照明供电部分的设计案例分析：“室内住宅

5、电气系统设计”（二）简单系统的设计的实现：案例分析：手电筒照明供电部分的设计王丹遇到了照明问题，想解决这个问题就要用到系统设计。（一）王丹的目的：用所学过的知识，设计并制作一只简易的手电筒。（二）设计要求：可照明的手电筒，携带方便，使用安全。（三）设计分析：1．手电筒的结构：（1）可把手电筒看成一个整体（2）再把手电筒照明供电部分分为两个子系统，一个是照明子系统；另一个是供电子系统。（3）照明子系统的要素是灯泡、导线。（4）供电子系统的要素是电源、开关。（二）简单系统的设计的实现：2．手电筒的功能（1）手电筒的功能就是照明，取决于各个组成要素

6、（2）供电装置电源是通过导线的连接驱动灯泡的发光，这些是基本要素，缺少任何一个，手电筒都不能正常工作。3．手电筒的组装（1）将手电筒的各个要素按照一定的要求进行匹配，组装才能达到目的功能（2）合理选择元器件（二）简单系统的设计的实现：（四）设计方案：方案C手柄齿轮组小灯泡发电机1．设计目标：设计一个自动发电手电筒，用发电机代替干电池进行供电。2．手电筒系统的各要素：3．工作原理：用手摇动手柄，使齿轮转动，带动由磁铁和线圈组成的发电机旋转，线圈在磁场中转动时切割磁感线产生感应电流，将机械能转化为电能，输出电流，使小灯泡发光。（二）简单系统的设计

7、的实现：（五）方案制作：试验：测试玩具电动机能否改装为发电机试验器材：玩具电动机、小灯泡、粗棉线、导线。试验过程：（1）在电动机的接头上连接小灯泡。（2）在电动机的转轴上绕十几圈的棉线。（3）用力快速抽动棉线，使电动机的转子迅速转动，观察小灯泡发光情况。试验总结：当外力使电动机转子迅速旋转时，转子线圈中产生感应电流，小灯泡发光。玩具电动机经改装可以发电。设计简单电路，画出电路图。根据电路图，选择元器件，2．5V的灯泡、导线、发电机、大齿轮、小齿轮、发电机座子、手柄等。通过手摇柄控制灯泡发光。工作原理：手柄的轴与大齿轮轴连接，利用轮轴原理，把手

8、运动带动大齿轮转动，大齿轮与小齿轮啮合提高小齿轮的转速，带动发电机的转子高速旋转，快速切割磁感线引起磁通量的变化，产生感应电动势，有了感应电流，使小灯泡持续发光。本