【高中通用】系統(tǒng)的優(yōu)化+課件+高中通用技術(shù)粵科版（2019）必修+技術(shù)與設(shè)計(jì)2

第三章系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)第三節(jié)系統(tǒng)的優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容第三章系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)第一節(jié)認(rèn)識(shí)系統(tǒng)第二節(jié)系統(tǒng)分析第三節(jié)系統(tǒng)的優(yōu)化第四節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)綜合學(xué)習(xí)活動(dòng)學(xué)習(xí)目標(biāo)從技術(shù)應(yīng)用的角度理解系統(tǒng)的含義和基本構(gòu)成。通過對(duì)簡單技術(shù)系統(tǒng)的分析，理解系統(tǒng)的主要特性。通過系統(tǒng)案例分析，學(xué)習(xí)運(yùn)用系統(tǒng)的思想方法。結(jié)合實(shí)例進(jìn)行系統(tǒng)分析，學(xué)會(huì)系統(tǒng)分析的基本方法。理解系統(tǒng)優(yōu)化的意義，通過技術(shù)探究，分析影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素。初步學(xué)會(huì)簡單系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法。增強(qiáng)系統(tǒng)思考和工程思維的能力。引入取水問題分析：系統(tǒng)分析：第1個(gè)打水的時(shí)間，后面4個(gè)同學(xué)在等待第2個(gè)打水的時(shí)間，后面3個(gè)同學(xué)在等待……總的等待時(shí)間要少，容器小的先打水未優(yōu)化的系統(tǒng)：同學(xué)按照隨機(jī)的順序打水優(yōu)化的系統(tǒng)：容器小的在容器大的前面打水5位同學(xué)同時(shí)拿著大小不同的容器去取水，但取水處只能容一個(gè)人站立。每人取水后就馬上回營地工作。有什么辦法使5個(gè)人總的取水時(shí)間最少？要考慮什么因素？（等候時(shí)間少）陶瓷窯爐的優(yōu)化隧道窯是現(xiàn)代陶瓷工業(yè)廣泛使用的窯爐，窯體像一條隧道，里面鋪有軌道。由于窯車等輸送設(shè)備影響了窯爐的氣密性，窯內(nèi)上下溫度不均勻，因此焙燒時(shí)間長。窯車及襯磚在升溫、冷卻的過程中，也浪費(fèi)了大量熱能。輥道窯是用連續(xù)平行排列的輥?zhàn)釉斐奢伒?，通過傳動(dòng)系統(tǒng)使輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)，坯件依次通過預(yù)熱帶、燒成帶和冷卻帶出窯。由于輥?zhàn)由舷驴芍苯蛹訜幔G內(nèi)溫度均勻，大大縮短了制品燒成時(shí)間，在保證質(zhì)量的同時(shí)，提高了產(chǎn)量。減少了窯車等熱耗設(shè)備，有效提高了熱利用率，與隧道窯比較，單位產(chǎn)品能耗節(jié)省了一半以上。一、系統(tǒng)優(yōu)化的意義分析：陶瓷窯爐通過什么關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了窯爐的優(yōu)化？上述技術(shù)設(shè)備的改進(jìn)有什么意義？系統(tǒng)的優(yōu)化就是在給定條件下，通過一定的手段和方法，使系統(tǒng)獲得更佳功能或更佳效益的過程。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)化，就可以在一定資源條件下，取得最佳的效果，而投入的人力、物力、財(cái)力達(dá)到最小。一、系統(tǒng)優(yōu)化的意義什么是系統(tǒng)優(yōu)化：案例分析：千煙洲立體生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)優(yōu)化的目標(biāo)：改善生態(tài)環(huán)境，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益，幫助農(nóng)民脫貧致富。系統(tǒng)優(yōu)化的約束條件：亞熱帶紅壤丘陵地區(qū)的地形、氣候、生物生長習(xí)性等。影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素：直接影響生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益的因素。二、影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素思考：影響千煙洲生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)優(yōu)化有哪些因素。實(shí)踐活動(dòng)：模型飛機(jī)的優(yōu)化目的和要求材料及工具準(zhǔn)備知識(shí)準(zhǔn)備設(shè)計(jì)及優(yōu)化過程畫出飛機(jī)設(shè)計(jì)草圖，制作模型飛機(jī)。分組比賽，測試飛行狀態(tài)和距離。修改設(shè)計(jì)方案，重新制作模型。系統(tǒng)優(yōu)化是一個(gè)不斷驗(yàn)證、完善的過程。二、影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素實(shí)踐活動(dòng)：模型飛機(jī)的優(yōu)化力的名稱應(yīng)該增加或減少的力如何增加或減少這種力主要依據(jù)的科學(xué)原理重力升力伯努利原理推力和反沖力牛頓第三定律阻力飛機(jī)性能測試記錄飛行次數(shù)事故記錄飛行距離/m優(yōu)化方法構(gòu)件脫落機(jī)頭著地機(jī)身翻倒其他第一次第二次第三次二、影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素飛機(jī)飛行時(shí)所受的力實(shí)踐活動(dòng)：模型飛機(jī)的優(yōu)化影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素：可以通過哪些部件的優(yōu)化，增加模型飛機(jī)直線滑翔的距離？模型飛機(jī)是否越輕越好？為什么要加上配重物（回形針）？一般模型飛機(jī)機(jī)翼的外形設(shè)計(jì)都是呈窄長形的，為什么？飛機(jī)出現(xiàn)構(gòu)件脫落、機(jī)頭著地、機(jī)身滾轉(zhuǎn)甚至翻到的情況，主要原因是什么？系統(tǒng)的優(yōu)化不僅要注重系統(tǒng)中組成部分（要素）的優(yōu)化，還要注重組成部分（要素）之間、組成部分（要素）與整體之間的協(xié)調(diào)和連接的有序性。二、影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素案例分析：養(yǎng)殖區(qū)優(yōu)化系統(tǒng)的優(yōu)化在未能建立優(yōu)化目標(biāo)與影響因素的數(shù)學(xué)關(guān)系的情況下，無法得出量化的目標(biāo)值，只能通過定性的分析或估計(jì)尋求較為滿意的結(jié)果。而系統(tǒng)的最優(yōu)化通常是解決在一定約束條件下，尋求系統(tǒng)的優(yōu)化目標(biāo)達(dá)到最大值或最小值的問題，這往往需要通過建立數(shù)學(xué)模型去解決。利用數(shù)學(xué)方法優(yōu)化系統(tǒng)：分析優(yōu)化的目標(biāo)和約束條件。建立這個(gè)問題的數(shù)學(xué)模型。求解過程。確定系統(tǒng)優(yōu)化方案。二、影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素實(shí)踐活動(dòng)：優(yōu)化產(chǎn)品配額桌子和柜子各生產(chǎn)多少，才能獲取最大利潤？產(chǎn)品所需木料/m3利潤/元第一種第二種桌子0.180.0860柜子0.090.28100建立此問題的數(shù)學(xué)模型決策變量：桌子x個(gè)，柜子y個(gè)目標(biāo)函數(shù)：60x+100y最大約束條件：0.18X+0.09y≤720.08x+0.28y≤56二、影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素習(xí)題將廢水深埋地下。禁止造紙工廠生產(chǎn)，通過進(jìn)口滿足市場需求。改進(jìn)生產(chǎn)工藝，通過污水處理系統(tǒng)處理廢水。將工廠搬遷到無人區(qū)。只要有先進(jìn)的機(jī)車，就能提速。不僅需要有先進(jìn)的機(jī)車，還需要道路、橋梁、隧道等基礎(chǔ)設(shè)施的配套改進(jìn)。只有使用“動(dòng)車組”才能提速。只有重新鋪設(shè)鐵路，才能提速。2．列車提速是對(duì)鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的優(yōu)化。下列說法正確的是？（）1．造紙工廠會(huì)產(chǎn)生大量廢水，為減少對(duì)環(huán)境的影響，該如何對(duì)造紙生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化？（）CB習(xí)題紙上談兵守株待兔一字千金田忌賽馬優(yōu)化的目標(biāo)約束條件決策變量目標(biāo)函數(shù)4．你想做一個(gè)小臺(tái)燈，初步計(jì)劃的預(yù)算大約20元，這在系統(tǒng)優(yōu)化過程中屬于（