单元四 · 控制系统的描述
第14课 复杂系统可分解
一、学习目标
- 知道复杂的控制系统可以分解为多个子系统。
- 能绘制控制系统与子系统的关系结构图。
- 通过设计智能家居，进一步具备规划设计与问题解决能力。
二、情境导入
每个人是一个相对独立的系统，人体里还有呼吸、循环、消化等许多系统。这些系统称为人体系统中的子系统。
想一想：人体系统与这些子系统是什么关系？复杂的家居、电梯、飞船能不能也这样分解？
三、核心讲解
本课学习路径：
1了解控制系统中的子系统
2描述控制系统及其子系统的关系
1．了解控制系统中的子系统
一个功能比较复杂的控制系统，往往可以划分出多个系统，这些系统被称为子系统。子系统本身也具备输入、计算、输出，功能相对独立。
- 例如宇宙飞船可划分出载人舱、轨道舱、返回舱、推进舱等子系统。
- 家里的空调既能制冷也能制热，也可按功能进一步划分子系统。
- 智能家居可拆成照明、安防、温控等子系统，再分别设计与联调。
子系统：大系统中相对独立、可单独描述功能的小系统；子系统总是相对于某个更大的控制系统而言。
2．描述控制系统及其子系统的关系
描述子系统时，要说清它属于哪个更大的系统。例如：人体系统中的呼吸系统；学校管理系统中的评价系统；微波炉系统中的定时系统。
- 分析厨房电气系统有哪些子系统，并画出关系结构图。
- 由子系统构成的控制系统，本身又可能成为更大控制系统中的一部分。
- 系统分解思想：逐层分解问题、逐个解决，把大化小、化繁为简。
想一想：你设计的智能家居里，哪些是子系统？它们如何协同？
弄清以上要点后，再进入下方仿真体验，动手分解系统模块。
四、动手体验 · 场景仿真
在下方场景中操作设备，观察控制效果（本课无官方板载程序，已按课题生成场景交互）。
电梯井道剖面
在电梯剖面场景中，把感知/控制/执行零件放入对应模块区。
五、课堂总结
- 复杂控制系统可以分解为多个系统，这些系统称为子系统。
- 子系统本身也是一个系统，它具备输入、计算、输出三个环节，具备相对独立的功能。
- 子系统都是相对于某个控制系统而言的，可以说是大系统中的小系统。
- 系统分解的思想，要求我们能逐层分解问题、逐个解决问题，培养把大化小、化繁为简的能力。
六、拓展提升
- 我们希望用手机就能控制智能家居中各个子系统开始工作。那么请你设计一个智能家居控制系统的操作界面图，这个控制系统把所有子系统都集成在一起，只要在这个操作界面进行操作，就能指挥各个子系统进行工作。
测评
对照本课学习目标作答（客观题练习）；选出后点「检查」。答错会显示简短说明。
学习「复杂系统可分解」时，下列哪项正确落实了目标中的「知道」要求？
对照学习目标，下列哪一项符合「复杂系统可分解」要达到的认识？
判断（对照学习目标）：系统分解的思想，要求我们能逐层分解问题、逐个解决问题，培养把大化小、化繁为简的能力。
本节小结
回顾本课要点，完成动手体验与测评。记住：复杂系统可分解。