資源簡介

(共39張PPT)
控制與設計
----考前復習
考點解讀
一、控制的含義（Ⅰ）
二、控制的應用（Ⅰ）
三、控制的手段 （Ⅰ）
四、開環控制系統的基本組成和工作過程（Ⅱ）
五、閉環控制系統的基本組成和工作過程（Ⅱ）
六、控制系統的方框圖（Ⅱ）
七、控制系統的干擾因素（Ⅰ）
八、功能模擬方法和黑箱方法（Ⅰ）
九、控制系統設計方案（Ⅱ）
基本知識要點：
1、簡單開環控制系統的基本組成和工作過程：
方框圖：

輸入量：控制系統的給定量。
控制器：對輸入信號進行處理并發出控制命令的裝置或元件。
執行器：直接對被控對象進行控制的裝置或元件
控制量：執行器的輸出信號。
被控對象：控制系統中所要控制的裝置或生產過程
輸出量：控制系統所要控制的量。
控制系統 是否屬于開環控制系統 輸入量 輸出量 被控對象 控制量 執行器
音樂噴泉 音樂 水泵
紅外自動水龍頭控制 水龍頭 電閥門
校園鈴聲 播放器
火災自動報警系統 音量
是
是
是
是
噴水
噴頭
出水量
出水量
音量
紅外信號
出水
時間
鈴聲
音響
煙火信號
報警聲
音響
報警器
進水閥門
定時器
設定注水的時間
游泳池
游泳池的水位
水流量
進水閥門
控制器
設定水位
游泳池
游泳池的水位
水流量
水位電極
2、閉環控制系統的方框圖：
控制器和執行器的作用：
控制器：對輸入信號（偏差值）進行運算處理，并發出 控制命令。
執行器：根據指令對被控對象直接控制。
控制系統的輸出量返回到輸入端對控制過程產生影響。
3、（2008.10月浙江省高考19題）如圖所示為自動火炮控制系統示意圖。當雷達檢測到飛機后發出信號給跟蹤系統，跟蹤系統操縱火炮，調整火炮角度。該系統中被控對象是
A．火炮；B．跟蹤系統；C．雷達；D．飛機
A
被控對象：控制系統中所要控制的裝置或生產過程
例題精析：控制系統的基本組成
2009年9月 19、高速公路汽車速度監測系統的測速雷達測量車速，經控制器判斷后，控制攝像頭將超速車輛的圖像信息記錄下來，作為違章處罰的證據，該速度監測系統中的被控對象是 A、汽車 B、測速雷達 C、攝像頭 D、速度顯示器
C
舉一反三：控制系統的基本組成
被控對象：控制系統中所要控制的裝置或生產過程
（2008.10月浙江省高考14題）如圖所示是一個農業溫室。要設計該溫室的溫度自動控制系統，下列器件中不需要用到的是
A.安全監控攝像頭
B.溫度傳感器
C.加熱器
D.溫度控制器.
A
例題精析：閉環控制系統的基本組成
2010.3 19.如圖所示為某校學生設計制作的自動取湯機，能保持湯的溫度在一定范圍內。按一下取湯按鈕，就自動落下一只碗，并放出一定量的湯在碗中。在該自動取湯機的溫度控制系統中，不需要的器件是 A.溫度傳感器 B.加熱器 C.溫度控制器 D.定時器
D
舉一反三：閉環控制系統的基本組成
5、（2009.3月浙江省高考15題）聲控燈控制系統中，傳感器接收聲音信號，經控制電路處理后驅動開關接通或關閉燈泡。該系統的控制對象是燈泡，控制量是 A、燈泡的發光
B、聲音的大小
C、電源電壓的高和低
D、開關的通與斷
D
控制量：執行器的輸出信號
例題精析：控制系統的基本組成
2010.9 19、如圖所示是上海世博會“智能化垃圾氣力輸送系統”中的垃圾桶，桶內裝有容量傳感器，當垃圾達到桶容積的80%時，該信息傳輸到垃圾處理控制中心，中心啟動千米外的抽風機開始抽氣，將垃圾吸住“垃圾收集站”。關于這個控制系統，下列說明正確的是
A、執行器是容量傳感器
B、控制器是抽風機
C、被控對象是桶內垃圾
D、設定值是實際吸出的垃圾量
舉一反三：控制系統的基本組成
C
被控對象：控制系統中所要控制的裝置或生產過程
執行器：直接對被控對象進行控制的裝置或元件
控制器：對輸入信號進行處理并發出控制命令的裝置或元件
被控量（輸出量）：就是控制系統要控制的量。
（3）開閉環控制系統的判斷依據：
A、如果控制系統是被控量是一個“可持續變化的量”，同時系統控制的最經終目的是將該量控制到某個設定的值則是閉環；反之，如果控制系統控制的是幾種“狀態”，那么可以判斷是一個開環控制系統。
B、閉環控制系統必定存在檢測裝置，這個檢測裝置檢測的是被控量的變化。
2、（2009.3月浙江省高考20題）小明發現學校路燈有時由于沒有及時關閉而浪費用電，為此他設計了一個控制方案，能夠在天亮時關閉，天暗后打開。該控制系統應該屬于 A、自動控制的閉環控制系統；
B、自動控制的開環控制系統；
C、手動控制的閉環控制系統；
D、手動控制的開環控制系統
B
例題精析：控制系統的手段與方式
2010.3 18.如圖所示為一款雙缸洗衣機。洗衣時，將定時器旋鈕旋轉到設定時間位置，洗衣機在定時器控制下開始工作，直到定時器回到零位，洗衣機才停止工作。該過程的控制屬于 A.手動控制、開環控制 B.自動控制、開環控制 C.自動控制、閉環控制 D.手動控制、閉環控制
B
舉一反三：控制系統的手段與方式
2010.9 18、有一款嬰幼兒耳測溫度計，它有一個聲光警報裝置，當測得溫度高于37。5度時，就會發出嘟嘟聲閃爍。這個溫度報警系統的控制方式屬于
A、手動控制、開環控制
B、自動控制、開環控制
C、自動控制、閉環控制
D、手動控制、閉環控制
舉一反三：控制系統的手段與方式
B
20、如圖所示的減速器是常用的機械部件。工程師為了判斷其內部故障，通常轉動輸入軸，根據發出的聲音來判斷故障。該診斷方法屬于
A、黑箱方法
B、功能模擬法 C、干擾法 D、虛擬試驗法
2009年9月
A
例題精析：黑箱方法 ，功能模擬方法
黑箱方法就是通過觀測黑箱外部輸入信息（外部對黑箱的影響）和輸出信息（黑箱對外界的反應），研究和認識其功能、特性、結構、機理。如中醫的望聞問切
以功能和行為的相似性為基礎，用“模型”模擬“原型”的功能和行為的方法，就是功能模擬法。
20.如圖所示為中科院研發的一款智能機器人，能模仿人唱歌、跳舞等。這種用機器人模仿人的功能和行為的方法屬于 A.黑箱方法 B.移植方法 C.虛擬方法 D.功能模擬方法
2010.3
D
舉一反三：黑箱方法 ，功能模擬方法
20、下列醫療診斷方法中不屬于黑箱方法的是
2010.9
B
舉一反三：黑箱方法 ，功能模擬方法
25.如圖所示為現代農業噴灌控制系統示意圖，土壤濕度傳感器將檢測到的土壤濕度轉換成電信號傳輸給噴灌控制器，與土壤濕度設定值進行比較，當檢測到的土壤濕度低于設定值的下限時，噴灌控制器發出信號打開電磁閥，噴頭向農作物噴水。當檢測到的土壤濕度高于設定值的上限時，噴灌控制器發出信號關閉電磁閥，噴頭停止噴水，從而達到自動控制土壤濕度的目的。
2010.9
25.如圖所示為現代農業噴灌控制系統示意圖，土壤濕度傳感器將檢測到的土壤濕度轉換成電信號傳輸給噴灌控制器，與土壤濕度設定值進行比較，當檢測到的土壤濕度低于設定值的下限時，噴灌控制器發出信號打開電磁閥，噴頭向農作物噴水。當檢測到的土壤濕度高于設定值的上限時，噴灌控制器發出信號關閉電磁閥，噴頭停止噴水，從而達到自動控制土壤濕度的目的。
2010.9
（2）如果要改變土壤濕度的控制范圍，需要調整的是__▲__。 （從土壤濕度傳感器；土壤濕度設定值；電磁閥中選擇一個）
（1）根據示意圖及其描述，在控制系統方框圖中“__▲__”處填寫相應的內容。
土壤濕度傳感器
噴灌控制器
電磁閥，噴頭
土壤實際濕度
土壤
土壤濕度設定值
25.如圖所示為簡化的飛機飛行狀態控制系統。
陀螺儀檢測飛機的飛行狀態后將信號送給自動
駕駛儀，自動駕駛儀將飛行狀態與給定狀態進
行比較，根據偏差值控制舵機運轉舵機操縱飛
機尾翼，調整飛行狀態。
例題精析：控制系統的方框圖
（1）請根據上面的示意圖，補充完整飛機飛行狀態控制系統方框圖。（在“▲”處填寫相應的內容）
陀螺儀
控制器
舵機
被控量
（2）陀螺儀將檢測到的飛行狀態信號傳送到自動駕駛儀與給定狀態進行比較的過程稱為 ▲
（3）在飛機飛行過程中，遇到氣流時，飛行狀態會發生變化，這種給定狀態以外引起飛行狀態變化的因素稱為 ▲ 。
反饋
干擾因素
例題精析：反饋、干擾因素
在控制系統中，將輸出量通過適當的檢測裝置返回到輸入端并與輸入量進行比較的過程，就是反饋。
在控制系統中，除輸入量（給定值）以外，引起被控量變化的各種因素稱為干擾因素。
25、傳統列車的動力裝置集中安裝在機車上，在機車后面掛著許多沒有動力裝置的客車車廂。我國新開發的動車組把動力裝置分散安裝在客車車廂上，使其既具有牽引動力，又可以載客，提高了列車的運行速度。如圖所示為經過簡化的動車牽引傳動控制系統示意圖。駕駛員向自動駕駛裝置發出駕駛指令（設定速度），自動駕駛裝置發出信號控制牽引傳動裝置運轉，牽引傳動裝置驅動車輪轉動，從而使動車運行，速度傳感器檢測動車的實際運行速度，并將測得的速度信號發送給自動駕駛裝置與設定的速度進行比較，根據比較偏差值調整動車運行速度。
（2009年3月高考題）
25、傳統列車的動力裝置集中安裝在機車上，在機車后面掛著許多沒有動力裝置的客車車廂。我國新開發的動車組把動力裝置分散安裝在客車車廂上，使其既具有牽引動力，又可以載客，提高了列車的運行速度。如圖所示為經過簡化的動車牽引傳動控制系統示意圖。駕駛員向自動駕駛裝置發出駕駛指令（設定速度），自動駕駛裝置發出信號控制牽引傳動裝置運轉，牽引傳動裝置驅動車輪轉動，從而使動車運行，速度傳感器檢測動車的實際運行速度，并將測得的速度信號發送給自動駕駛裝置與設定的速度進行比較，根據比較偏差值調整動車運行速度。
（2009年3月高考題）
動車實際速度
×
自動駕駛裝置
牽引傳動裝置
動車
速度傳感器
設定速度
(2)速度傳感器將檢測到的動車行駛速度信號傳送給自動駕駛裝置與駕駛指令進行比較的過程稱為 ⑥▲
25.如圖所示為磁懸浮地球儀及控制系統原理圖，控制器發出的交流電信號，通過電感線圈產生交變磁場，使地球儀產生感生電流，由于線圈產生的磁場和地球感生電流的磁場是相斥的，從而產生電磁懸浮力，將地球儀懸浮起來。位置傳感器檢測地球儀位置，并將檢測到的信號發送給控制器與設定信號進行比較，控制器根據比較偏差值調整交流電信號。
（2009年9月高考題）
25.如圖所示為磁懸浮地球儀及控制系統原理圖，控制器發出的交流電信號，通過電感線圈產生交變磁場，使地球儀產生感生電流，由于線圈產生的磁場和地球感生電流的磁場是相斥的，從而產生電磁懸浮力，將地球儀懸浮起來。位置傳感器檢測地球儀位置，并將檢測到的信號發送給控制器與設定信號進行比較，控制器根據比較偏差值調整交流電信號。
（2009年9月高考題）
地球儀位置
×
控制器
電磁線圈
地球儀
位置傳感器
設定信號
25.如圖所示為高層樓房自動穩壓供水控制系統原理圖，其工作原理是：當用戶用水量變化時，管道中的水壓發生變化，檢測裝置把檢測到的水壓信號反饋給控制器，與設定水壓進行比較，控制器根據偏差值控制電機及水泵的轉速，調節供水量，保持管道中的水壓穩定。
（2010年3月高考題）
25.如圖所示為高層樓房自動穩壓供水控制系統原理圖，其工作原理是：當用戶用水量變化時，管道中的水壓發生變化，檢測裝置把檢測到的水壓信號反饋給控制器，與設定水壓進行比較，控制器根據偏差值控制電機及水泵的轉速，調節供水量，保持管道中的水壓穩定。
（2010年3月高考題）
（1）根據示意圖及其描述，在控制系統方框圖中“ ▲ ”處填寫與自動穩壓供水控制系統 原理圖中相對應的內容。
（2）請為該系統的檢測裝置選擇一個合適的傳感器（從水溫傳感器、水壓傳感器、水位傳感器中選擇一個，填在“ ▲ ”處）.
（1）根據示意圖及其描述，在控制系統方框圖中“ ▲ ”處填寫與自動穩壓供水控制系統 原理圖中相對應的內容。
（2）請為該系統的檢測裝置選擇一個合適的傳感器（從水溫傳感器、水壓傳感器、水位傳感器中選擇一個，填在“ ▲ ”處）.
實際
水壓
×
控制器
電機及水泵
管道中的水
水壓傳感器
設定水壓
27、下圖是瓦特發明的離心式速度調節器轉速自動控制原理圖。如圖所示，彈簧與調節閥連在一起，當由于某種外界原因（如發動機的負載減?。е抡{節臂的轉速加快、離心力增大時，則彈簧縮短，調節閥向下移動，閥門通孔截面積減少，輸油管內的進油量降低，發動機轉速下降。反之，發動機轉速下降，帶動調節臂的轉速下降，則調節閥向上移動，進油量增加。
如圖所示是天文望遠鏡自動跟蹤系統。它由可轉動望遠鏡、位置誤差傳感器、控制電路和電機組成。其跟蹤控制過程是：位置誤差傳感器檢測出望遠鏡的方向，與太陽方向進行比較，將差值信號傳遞給控制電路，控制電路發出指令并驅動電機運轉，從而調節望遠鏡的指向，使其始終精確指向太陽。
某核電站運行時，高壓循環水經過反應堆被加熱到300一400度，這些高壓循環水再把蒸汽發生器中的水加熱成蒸汽用于發電。為了保證系統的正常運行，需要控制循環水的溫度，其控制過程是(原理如圖所示):熱電偶測出循環水的溫度，該溫度被傳送到控制機構與設定的溫度進行比較，然后根據偏差值，通過驅動機構調節控制棒，控制反應堆的反應速度，使水溫達到預設的值。

展開更多......

收起↑