系统的基本特性绪论.ppt

第二节 系统的基本特性分析 一、波轮式全自动洗衣机系统分析 1、组成与功能 （1）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、进水机构、排水机构和供电线路等部分组成。 （2）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用，以支撑现实总共能。 2、洗衣机内部各组成部分之间的关系 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、支撑子系统等。 先从各个局部看： 供电、驱动→ 波轮旋转→水流形成； 进水（注水）→洗涤、漂洗→排水； 面板上各开关、按钮→各个洗涤程序； 将各部分装于机箱体内→洗衣机整体； 3、洗衣机和外接环境之间的关系 进水：环境给洗衣机诸如工作的介质。 供电：环境给洗衣机提供工作能量。 操作者：环境（人）向洗衣机发出工作程序的信息。 噪声：洗衣机工作过程中向外界环境加强的一种影响。 排水：洗衣机工作过程中向外界环境排放物质（污水）。 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。 4、洗衣机系统的评价与小结 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/价格比；安全、节能、环保；外表、美观。 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、整体效益的需要。 思考： 1、洗衣机工作时与外界有哪些关系？ 2、如果给洗衣机注入温水或是很凉的冷水，会给洗衣机的洗涤效果带来哪些影响？ 3、如果电源电压或频率有大幅度波动，会给洗衣机的工作带来什么影响？ 4、洗衣机工作时，放置在什么地方为好？为什么？ 二、龙舟赛艇系统分析 1、龙舟赛艇系统的功能与构成 （1）系统的功能：用于团队比赛。 （2）系统的构成： 艇体子系统：支撑荷载，合理的艇身造型可以减少水的阻力。 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。 动力子系统：由若干名运动员组成，按艇上指挥号令划桨。 2、赛艇的定量描述分析尝试 （1）赛艇速度的获得 奋力划桨，水给桨以反作用，赛艇得到动力，记做F1，空气和水给赛艇的阻力，记做F2。艇与人的质量m，由F=ma和F=F1-F2。可得加速度a，有了a就获得了速度v。 （2）作用于艇上力的平衡 ma-F=0（ma本质上是一种力，表示运动体要克服的惯性；F表示施加于运动体上的外力，包括动力、阻力或其他的力。） （3）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。 上艇运动员的选择要求应该是：力气大而质量相对小。 （4）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。 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。 4、龙舟赛艇系统的评价与小结 （1）评价 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。 （2）小结 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、各个子系统的相关性和工作环境的适应性等特性。 思考： 1、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？ 2、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，会带来什么作用？ 3、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？ 4、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与外界环境关系，对赛艇系统做一些分析。 1、整体性 整体性：系统最基本的特性。 ①系统是一个整体，它不是各个元素（部分）的简单相加，系统的整体功能是各元素（部分）在孤立状态下所没有的。 　如：一堆沙子、钢材、水泥和绳索散放在一起成就没有意义。如造成一座悬索桥就具有了交通的功能。 分析（1）“阿波罗”登月计划 20世纪60年代末美国的“阿波罗”登月计划把载人飞船送上了月球，飞船和运载火箭共有700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。 思考：以上案例说明了什么？ ②系统的整体功能大于各部分的功能之和。（即1+12） 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。 1、在装修开始，没有进行整体化的规划和布局，如考虑厨具的摆放位置、电线和水管的走向、排风口和下水道口的预留等。 2、没有根据厨房的空间位置恰当的购置厨具。 结论： 观察和处理事物的时候，应多从事物的内部和外部联系上看问题