資源簡介

第一章　電子控制系統概述
[考試標準]
考試內容
考試要求
考試屬性
已考點
電子控制技術與電子控制系統
①電子控制技術的含義及其應用
②電子控制系統的含義
a
a
加試
未單獨考查
電子控制系統的組成和工作過程
①電子控制系統的基本組成
②生活中常見的電子控制系統的工作過程
a
b
加試
未單獨考查
開環電子控制系統和閉環電子控制系統
①反饋在電子控制系統中的作用
②開環電子控制系統和閉環電子控制系統的區別
③生活中常見的閉環電子控制系統的工作過程
a
b
b
加試
未單獨考查
一、電子控制技術與電子控制系統
1.電子控制技術的含義及其應用
(1)含義：電子控制技術是一門運用電子電路實現控制功能的技術。
根據不同的需要，針對被控對象的特點，選擇不同的控制方式來實現控制的目的。
(2)應用：
①生活：自動化的家用電器給人們的生活帶來了更多方便。
②工業：自動化生產流水線，提高產品的質量，減少原材料的消耗，改善了勞動條件，提高了勞動生產率。
③農業：自動化農業技術。
④軍事：對軍事技術變革和發展起著重要的作用，對現代戰爭產生極大的影響。如“響尾蛇”機載空對空導彈(長“眼睛”的導彈)、戰斧式巡航導彈。
2.電子控制系統的含義
(1)含義：以電子技術為核心的控制系統叫做電子控制系統(Electronic Controlsystems)。
(2)構成電子控制系統的條件
常用組成元件有電阻、電感、電容等元件，二極管、三極管、集成電路(IC)等電子器件，它們相互作用、相互依賴，形成一個整體，實現控制。
如智能化的電飯煲(煮飯、保溫、定時等功能)是電子控制系統；普通電飯煲(煮飯、保溫)利用雙金屬片進行控制，屬于機械控制，不是電子控制。
再如：電子調光照明系統、無線遙控小車。
(3)電子控制系統的優點
①控制的精確度高
②能實現遠距離控制
③控制的速度快
④能進行自動控制
⑤電子控制系統的體積小。
二、電子控制系統的組成和工作過程
1.電子控制系統的基本組成
(1)電子控制系統一般可分為輸入、控制(處理)和輸出三個基本的組成部分。
→→→
(2)輸入部分：由各種傳感器組成，輸入信息可以有各種形式，可以是作用力，也可以是溫度、濕度、磁場、光照強度等環境參數的變化。相當于人的感官，將采集的非電信號轉變為電量信號。
(3)控制(處理)部分：一般由具有各種控制功能的電子電路(或微處理器)組成。相當于人的大腦，對送入的電信號進行比較、分析和處理并發出指令。
(4)輸出部分：由電磁繼電器、晶閘管等多種執行機構組成。輸出信號可以是位移，如電磁繼電器中銜鐵的運動、電動機的轉動等，也可以是聲音、光等，如揚聲器中發出的音樂聲。相當于人的手和足，它的作用是執行處理部分的指令，進行某種操作，實現某種功能。
2.常見的電子控制系統的工作過程
(1)一般電子控制系統的工作過程
(2)智能化紅綠燈電子控制系統
(3)全自動洗衣機進水控制系統
(4)計算機控制系統
三、開環電子控制系統和閉環電子控制系統
1.開環電子控制系統
(1)含義：電子控制系統的輸出結果對系統的控制沒有影響，也就是被控量的變化不會引起控制量的改變，即沒有反饋。
(2)方框圖
→→→
(3)特點：結構簡單、造價較低，適用于被控對象的狀態變化較為簡單、被控量的控制精度要求不高的情形。
(4)設計和安裝開環電子控制系統的步驟
①依據設計要求分析，確定被控量和被控對象。
②根據方框圖，選擇合適的傳感器，確定控制(處理)使用的實用電路和元器件，選擇合適的執行件。
③參考相關資料，在輸入、控制和輸出部分之間分別選擇合適的接口電路，設計或改進原有電路。
④檢測元器件或實用電路的質量。
⑤安裝電路，防止元器件錯接、焊接，要注意對未使用的引腳的處理，注意接地。
⑥調試電路，檢查觸發器電壓的大小。
2.閉環電子控制系統
(1)含義：能對輸出結果進行檢測，并將檢測信號反饋到控制處理部分，從而對系統的控制產生影響的電子控制系統是閉環控制系統。
(2)方框圖
(3)特點：造價較高，適用于被控量的控制精度要求比較高的情形。
(4)設計和安裝開環電子控制系統的步驟
①依據設計要求分析，確定被控量和被控對象。
②如果對被控量控制的精確度要求比較高，應利用有反饋的閉環電子控制系統對被控對象實施控制。
③根據方框圖，選擇控制(處理)部分的電子電路、輸出部分的執行器、檢測部分中的傳感器，并參考相關資料，通過接口電路將各個部分緊密地連接成一個完整的控制系統。
④檢測元器件或實用電路的質量，并按照電路圖安裝電路。
⑤將系統的各部分進行整體安裝調試。
⑥通過制作、試驗，發現設計存在的問題，對方案進行改進或優化。
【例題】　電視機遙控控制系統和空調溫度控制系統分別屬于(　　)
A.開環電子控制系統和閉環電子控制系統
B.閉環電子控制系統和閉環電子控制系統
C.開環電子控制系統和開環電子控制系統
D.閉環電子控制系統和開環電子控制系統
解析　開環電子控制系統是指電子控制系統的輸出結果對系統的控制沒有影響，也就是被控量的變化不會引起控制量的改變，即沒有反饋。閉環電子控制系統是指能對輸出結果進行檢測，并將檢測信號反饋到控制處理部分，從而對系統的控制產生影響的電子控制系統。
答案　A
[變式]　有些城市采用了智能化的紅綠燈電子控制系統，其工作原理如下：在路口停車線前一段距離內埋下一些環形感應器，感應器將車輛在上面通過所產生的數據傳輸給交通信號控制系統，控制系統根據交叉路口的車輛的通過情況指揮紅綠燈轉換電子電路紅綠燈的自動切換。下列關于該電子控制系統的各部分描述中，不正確的是(　　)
A.輸入部分是環形感應器
B.控制(處理)部分是交通信號控制系統
C.輸出部分是紅綠燈轉換電子電路
D.被控對象是通過路口的車輛
解析　本題考查對生活中常見的電子控制系統的工作過程的理解。該電子控制系統通過環形感應器產生的信息(輸入)，經過交通信號控制系統的分析處理(控制部分)，給紅綠燈電子電路發出切換指令(輸出部分)，實現紅綠燈(被控對象)自動切換的功能。通過路口的車輛并不是該控制系統內的一部分。故D選項符合題意。對此類考題，考生可根據電子控制系統的基本組成部分分別找出相應的部件，并按控制的先后邏輯過程進行理解和答題，比如輸入部分給控制(處理)部分信息，控制(處理)部分發指令給輸出部分并執行該指令。
答案　D
【易混易錯】
1.開環、閉環控制系統的區別
(1)閉環電子控制系統與開環電子控制系統不同，它能對輸出結果進行檢測，并將檢測信號反饋到控制(處理)部分，從而對系統的控制產生影響。其控制系統方框圖如下：
電子控制系統的基本組成部分
(2)開環電子控制系統一般結構簡單、造價較低，適用于被控對象的狀態變化較為簡單，被控量的控制精度要求不高的情形，如電子門鈴等。而閉環電子控制系統運用反饋方法可以實現自動化控制，控制精度相對較高，目前被廣泛應用于自動控制中，如冰箱溫度控制。
2.反饋方法
運用反饋的概念分析和處理問題的方法，叫反饋方法。反饋方法最大優點在于：任何偏差不論其來源如何，都可以按照這一方法不斷地加以消除。因此，當系統的工作受到種種不確定因素的干擾或者目標處于不斷變化的情況下，這種控制方法就更加有力。反饋是達到預期目標的最好方法。
反饋可分為負反饋和正反饋。增強輸入訊號效應的叫正反饋；減弱輸入訊號效應的叫負反饋。正反饋常用來產生振蕩；負反饋能穩定放大，減少失真。
1.下列電子控制系統中，屬于閉環電子控制系統的是(　　)
A.擴音機 B.電風扇
C.家用電冰箱 D.電子門鈴
解析　本題考查的知識點是開環、閉環電子控制系統的區別。開環電子控制系統與閉環電子控制系統的本質區別就是有無反饋，只有家用電冰箱有溫度信息的反饋，使冰箱內溫度保持恒定值。故C選項為正確答案。此類考題可以從兩方面判斷，一是有無檢測反饋信息的檢測裝置，如該例題中的溫度檢測裝置，二是判斷該控制系統是否把一個物理量保持在恒定值，如該例題中冷凍室溫度控制在－18 ℃左右。
答案　C
2.如圖所示是一款寵物自動喂水機，寵物靠近時，閥門自動打開，離開后自動關閉。該電子控制系統的控制方式和輸入部分宜采用的傳感器是(　　)
A.開環電子控制、紅外傳感器
B.閉環電子控制、壓敏傳感器
C.開環電子控制、濕敏傳感器
D.閉環電子控制、聲敏傳感器
答案　A
3.以下不屬于電子控制的是(　　)
A.雙金屬片控制溫度的電熨斗　 B.工業化的農業溫室
C.智能控制洗衣機 D.自動化生產流水線
答案　A
1.智能電飯煲保溫過程控制與加熱過程控制分別屬于(　　)
A.開環電子控制系統和閉環電子控制系統
B.都是開環電子控制系統
C.都是閉環電子控制系統
D.閉環電子控制系統和開環電子控制系統
解析　根據開環電子控制系統和閉環電子控制系統的定義可知，智能電飯煲的加熱過程屬于開環電子控制系統，保溫過程屬于閉環電子控制系統。
答案　D
2.下列不屬于電子控制系統的是(　　)
A.電子調光臺燈系統
B.兒童遙控小汽車
C.智能電飯煲(煮飯、保溫、預約、定時等)
D.普通電熨斗
解析　控制溫度的僅是一個雙金屬片。
答案　D
3.如圖所示為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、開環電子控制
B.自動控制、閉環電子控制
C.自動控制、開環電子控制
D.手動控制、閉環電子控制
解析　首先是自動控制，測體溫到報警是機器自己完成的；根據開環的定義可知，控制系統屬于開環，故選C。
答案　C
4.某智能家居系統，能借助各類傳感設備接納各類傳感信號，并觸發控制命令或經過人的自覺遙控、手動觸發對應的發射類智能設備來收回控制命令，例如：溫濕度傳感器搜集室內的溫濕度變化數據，按照需求設定溫濕度變化的觸發要求。當溫度或濕度達到預設的觸發要求時，就聯動收回控制命令，如當溫度高時，空調開端制冷，當溫度低時，空調開端制熱。若裝置了亮度傳感器，則當室內光照亮度充足時，預設的燈光主動關閉，當室內光照亮度不夠時，預設的燈光主動打開。若裝置了安防人體感應器，當設防時，監測到有人在活動時馬上觸發電話報警；當非設防形態時，感應到人就主動開啟預設的燈光，當監測到無人時就主動關閉燈光。關于該智能家居系統的分析，正確的是(　　)
A.溫濕度控制系統中，溫濕度傳感器僅具有反饋檢測的作用
B.亮度傳感器的作用是獲得光照強度信號
C.該控制系統中所有控制現象都是閉環電子控制系統
D.當設防時，監測到有人在活動時，馬上觸發電話報警，說明存在反饋
解析　A選項中溫濕度傳感器既作為輸入部分，又作為反饋檢測部分，C選項中該智能家居系統中不全是閉環電子控制系統，設防時報警系統就是開環電子控制系統，D選項中設防時報警系統不存在反饋。
答案　B
5.數碼相機的自動調焦功能的工作過程如下：相機發射紅外線，電子測距器根據物體的反射確定相機與被攝目標間的距離，控制器通過運算，驅動馬達自動調整焦距和光圈，實現自動對焦。關于這種相機的自動調焦控制系統，下列說法不正確的是(　　)
A.該控制系統是閉環電子控制系統
B.輸出部分是馬達
C.輸入量是相機與被攝目標間的距離
D.電子測距器是輸入部分
解析　不存在反饋環節，屬于開環控制系統。
答案　A
6.如圖所示是某光控電子鳥的部分組成電路，它應該屬于該電子控制系統的(　　)
A.輸入部分 B.輸出部分
C.控制部分 D.處理部分
解析　此電路中光敏二極管只能充當傳感器，傳感器在電子控制系統中能采集非電量變化轉化為電量變化，這樣的電路屬電子控制系統的輸入部分。
答案　A
7.如圖所示是一個自動控制的水龍頭，當人手靠近時水流出，手移開時水停止流出，出水時間超過10秒，就會自動關水。請回答(1)～(3)題。
(1)該水龍頭控制系統屬于(　　)
A.開環電子控制系統
B.閉環電子控制系統
C.水龍頭的開啟是開環控制，關閉是閉環控制
D.水龍頭的開啟是閉環控制，關閉是開環控制
解析　判斷開環、閉環的根本依據就是系統的輸出量是否對系統的控制產生影響，依據題干不難得出，是開環電子控制系統。
答案　A
(2)下列可以作為該控制系統輸出部分的是(　　)
解析　該控制系統的輸出為水流出或停止，這個控制系統中控制流水的器件是電磁閥門，電磁閥門為輸出部分。
答案　A
(3)該電子控制系統的輸入部分宜采用(　　)
A.壓力傳感器 B.濕度傳感器
C.紅外傳感器 D.磁敏傳感器
解析　該電子控制系統的觸發條件是人手靠近，所以選用的傳感器應能夠感受到手的靠近。最合適是紅外傳感器。
答案　C
課件21張PPT。第一章　電子控制系統概述[考試標準]一、電子控制技術與電子控制系統
1.電子控制技術的含義及其應用
(1)含義：電子控制技術是一門運用電子電路實現控制功能的技術。
根據不同的需要，針對被控對象的特點，選擇不同的控制方式來實現控制的目的。(2)應用：
①生活：自動化的家用電器給人們的生活帶來了更多方便。
②工業：自動化生產流水線，提高產品的質量，減少原材料的消耗，改善了勞動條件，提高了勞動生產率。
③農業：自動化農業技術。
④軍事：對軍事技術變革和發展起著重要的作用，對現代戰爭產生極大的影響。如“響尾蛇”機載空對空導彈(長“眼睛”的導彈)、戰斧式巡航導彈。2.電子控制系統的含義
(1)含義：以電子技術為核心的控制系統叫做電子控制系統(Electronic Controlsystems)。
(2)構成電子控制系統的條件
常用組成元件有電阻、電感、電容等元件，二極管、三極管、集成電路(IC)等電子器件，它們相互作用、相互依賴，形成一個整體，實現控制。
如智能化的電飯煲(煮飯、保溫、定時等功能)是電子控制系統；普通電飯煲(煮飯、保溫)利用雙金屬片進行控制，屬于機械控制，不是電子控制。
再如：電子調光照明系統、無線遙控小車。(3)電子控制系統的優點
①控制的精確度高
②能實現遠距離控制
③控制的速度快
④能進行自動控制
⑤電子控制系統的體積小。二、電子控制系統的組成和工作過程
1.電子控制系統的基本組成
(1)電子控制系統一般可分為輸入、控制(處理)和輸出三個基本的組成部分。(2)輸入部分：由各種傳感器組成，輸入信息可以有各種形式，可以是作用力，也可以是溫度、濕度、磁場、光照強度等環境參數的變化。相當于人的感官，將采集的非電信號轉變為電量信號。(3)控制(處理)部分：一般由具有各種控制功能的電子電路(或微處理器)組成。相當于人的大腦，對送入的電信號進行比較、分析和處理并發出指令。
(4)輸出部分：由電磁繼電器、晶閘管等多種執行機構組成。輸出信號可以是位移，如電磁繼電器中銜鐵的運動、電動機的轉動等，也可以是聲音、光等，如揚聲器中發出的音樂聲。相當于人的手和足，它的作用是執行處理部分的指令，進行某種操作，實現某種功能。2.常見的電子控制系統的工作過程
(1)一般電子控制系統的工作過程(2)智能化紅綠燈電子控制系統(3)全自動洗衣機進水控制系統
(4)計算機控制系統
三、開環電子控制系統和閉環電子控制系統
1.開環電子控制系統
(1)含義：電子控制系統的輸出結果對系統的控制沒有影響，也就是被控量的變化不會引起控制量的改變，即沒有反饋。
(2)方框圖(3)特點：結構簡單、造價較低，適用于被控對象的狀態變化較為簡單、被控量的控制精度要求不高的情形。
(4)設計和安裝開環電子控制系統的步驟
①依據設計要求分析，確定被控量和被控對象。
②根據方框圖，選擇合適的傳感器，確定控制(處理)使用的實用電路和元器件，選擇合適的執行件。
③參考相關資料，在輸入、控制和輸出部分之間分別選擇合適的接口電路，設計或改進原有電路。
④檢測元器件或實用電路的質量。
⑤安裝電路，防止元器件錯接、焊接，要注意對未使用的引腳的處理，注意接地。
⑥調試電路，檢查觸發器電壓的大小。2.閉環電子控制系統
(1)含義：能對輸出結果進行檢測，并將檢測信號反饋到控制處理部分，從而對系統的控制產生影響的電子控制系統是閉環控制系統。
(2)方框圖(3)特點：造價較高，適用于被控量的控制精度要求比較高的情形。
(4)設計和安裝開環電子控制系統的步驟
①依據設計要求分析，確定被控量和被控對象。
②如果對被控量控制的精確度要求比較高，應利用有反饋的閉環電子控制系統對被控對象實施控制。
③根據方框圖，選擇控制(處理)部分的電子電路、輸出部分的執行器、檢測部分中的傳感器，并參考相關資料，通過接口電路將各個部分緊密地連接成一個完整的控制系統。
④檢測元器件或實用電路的質量，并按照電路圖安裝電路。
⑤將系統的各部分進行整體安裝調試。
⑥通過制作、試驗，發現設計存在的問題，對方案進行改進或優化。【例題】　電視機遙控控制系統和空調溫度控制系統分別屬于(　　)
A.開環電子控制系統和閉環電子控制系統
B.閉環電子控制系統和閉環電子控制系統
C.開環電子控制系統和開環電子控制系統
D.閉環電子控制系統和開環電子控制系統
解析　開環電子控制系統是指電子控制系統的輸出結果對系統的控制沒有影響，也就是被控量的變化不會引起控制量的改變，即沒有反饋。閉環電子控制系統是指能對輸出結果進行檢測，并將檢測信號反饋到控制處理部分，從而對系統的控制產生影響的電子控制系統。
答案　A[變式]　有些城市采用了智能化的紅綠燈電子控制系統，其工作原理如下：在路口停車線前一段距離內埋下一些環形感應器，感應器將車輛在上面通過所產生的數據傳輸給交通信號控制系統，控制系統根據交叉路口的車輛的通過情況指揮紅綠燈轉換電子電路紅綠燈的自動切換。下列關于該電子控制系統的各部分描述中，不正確的是(　　)
A.輸入部分是環形感應器
B.控制(處理)部分是交通信號控制系統
C.輸出部分是紅綠燈轉換電子電路
D.被控對象是通過路口的車輛解析　本題考查對生活中常見的電子控制系統的工作過程的理解。該電子控制系統通過環形感應器產生的信息(輸入)，經過交通信號控制系統的分析處理(控制部分)，給紅綠燈電子電路發出切換指令(輸出部分)，實現紅綠燈(被控對象)自動切換的功能。通過路口的車輛并不是該控制系統內的一部分。故D選項符合題意。對此類考題，考生可根據電子控制系統的基本組成部分分別找出相應的部件，并按控制的先后邏輯過程進行理解和答題，比如輸入部分給控制(處理)部分信息，控制(處理)部分發指令給輸出部分并執行該指令。
答案　D
【易混易錯】
1.開環、閉環控制系統的區別
(1)閉環電子控制系統與開環電子控制系統不同，它能對輸出結果進行檢測，并將檢測信號反饋到控制(處理)部分，從而對系統的控制產生影響。其控制系統方框圖如下：電子控制系統的基本組成部分
(2)開環電子控制系統一般結構簡單、造價較低，適用于被控對象的狀態變化較為簡單，被控量的控制精度要求不高的情形，如電子門鈴等。而閉環電子控制系統運用反饋方法可以實現自動化控制，控制精度相對較高，目前被廣泛應用于自動控制中，如冰箱溫度控制。
2.反饋方法
運用反饋的概念分析和處理問題的方法，叫反饋方法。反饋方法最大優點在于：任何偏差不論其來源如何，都可以按照這一方法不斷地加以消除。因此，當系統的工作受到種種不確定因素的干擾或者目標處于不斷變化的情況下，這種控制方法就更加有力。反饋是達到預期目標的最好方法。
反饋可分為負反饋和正反饋。增強輸入訊號效應的叫正反饋；減弱輸入訊號效應的叫負反饋。正反饋常用來產生振蕩；負反饋能穩定放大，減少失真。

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