資源簡介

單元小結(jié)
知識系統(tǒng)構(gòu)建
單元檢測題組
時間:50分鐘　　分值:100分
一、選擇題(每題2分,共44分)
1.如圖所示是一款智能垃圾桶。投垃圾時,手或垃圾靠近感應(yīng)區(qū)上方,桶蓋會自動打開,投入后桶蓋會自動關(guān)閉,該控制系統(tǒng)的控制手段和方式屬于(　　)
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
A.手動控制、開環(huán)控制 B.自動控制、開環(huán)控制
C.自動控制、閉環(huán)控制 D.手動控制、閉環(huán)控制
答案　B　本題考查控制手段及控制系統(tǒng)的類型。該系統(tǒng)控制過程中無人參與,所以是自動控制;桶蓋的打開和關(guān)閉只與手或垃圾的紅外信號有關(guān),信號是單方向傳遞,所以是開環(huán)控制。
2.如圖所示是自動門示意圖。當(dāng)人靠近自動門時,探頭探測到人體信號,控制電路接收到該信號后,發(fā)出相應(yīng)的指令,啟動電動機(jī)把門打開。關(guān)于該控制系統(tǒng),下列說法中錯誤的是(　　)
A.輸入量是人體信號 B.輸出量是門的打開
C.被控對象是人體 D.執(zhí)行器是電動機(jī)
答案　C　本題考查控制系統(tǒng)的組成分析。這是一個開環(huán)控制系統(tǒng),輸出量是門的打開,所以被控對象是門。
3.如圖所示的金屬探測門,當(dāng)有人攜帶金屬制品通過時,探測門即發(fā)出聲音報(bào)警。該報(bào)警控制系統(tǒng)的控制手段和控制方式屬于　(　　)
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
A.手動控制、開環(huán)控制 B.自動控制、開環(huán)控制
C.自動控制、閉環(huán)控制 D.手動控制、閉環(huán)控制
答案　B　本題考查控制手段及控制系統(tǒng)的類型。輸入量是探測到的金屬制品信號,輸出量是報(bào)警聲音,報(bào)警聲音僅取決于輸入量,無反饋信號,所以是開環(huán)控制系統(tǒng),且整個過程無人參與,是自動控制。
4.如圖所示為3G無線防盜報(bào)警器,能360°旋轉(zhuǎn)攝影,當(dāng)有竊賊入侵時,能自動攝影并向主人手機(jī)發(fā)送視頻報(bào)警。該控制系統(tǒng)的控制手段和控制方式屬于(　　)
A.手動控制、開環(huán)控制 B.自動控制、開環(huán)控制
C.自動控制、閉環(huán)控制 D.手動控制、閉環(huán)控制
答案　B　本題考查控制手段及控制系統(tǒng)的類型。輸入量是檢測到的人體信號,輸出量為攝影及發(fā)送報(bào)警信號,沒有反饋,是開環(huán)控制系統(tǒng);且控制過程無人參與,是自動控制。因此B項(xiàng)正確。
5.某校學(xué)生設(shè)置了雨天自動關(guān)窗裝置,其工作原理:下雨時,濕度傳感器把檢測到的雨水信號傳給放大及處理電路,啟動電動機(jī)關(guān)閉窗戶。關(guān)于這個控制系統(tǒng),下列說法正確的是(　　)
A.雨水信號是輸出量
B.控制器是電動機(jī)
C.執(zhí)行器是濕度傳感器
D.被控對象是窗戶
答案　D　本題考查控制系統(tǒng)的組成分析。該系統(tǒng)是開環(huán)控制系統(tǒng),輸入量是雨水信號,控制器是放大及處理電路,執(zhí)行器是電動機(jī),被控對象是窗戶,輸出量是窗戶的關(guān)閉。因此D項(xiàng)正確,A、B、C項(xiàng)錯誤。
6.百度手機(jī)語音輸入技術(shù)具備了國際上眾多語音輸入系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)。使用時,點(diǎn)擊“話筒”標(biāo)志,進(jìn)入語音識別界面,可以自動將聲音轉(zhuǎn)換成文字,邊說邊識別,自動添加合適的標(biāo)點(diǎn),支持整句輸入。百度手機(jī)語音輸入法作為一個輸入法控制系統(tǒng)來看,其中的輸入量和輸出量分別是(　　)
A.語音和文本 B.話筒和文本
C.語音和話筒 D.語音識別界面和文本
答案　A　本題考查的是對控制系統(tǒng)輸入量和輸出量的判斷。作為語音輸入法控制系統(tǒng),輸入量是語音,輸出量是文本。所以答案選A。
7.王歡同學(xué)想設(shè)計(jì)如圖所示的自動晾衣桿控制系統(tǒng),當(dāng)下雨時晾衣桿會自動收回。她認(rèn)為該系統(tǒng)可以由濕敏傳感器、控制電路、電動機(jī)、齒輪齒條、限位開關(guān)、晾衣桿等部件組成。該控制系統(tǒng)的被控對象是(　　)
A.電動機(jī) B.控制電路 C.晾衣桿 D.濕敏傳感器
答案　C　本題考查的是控制系統(tǒng)的組成。濕敏傳感器是控制系統(tǒng)中的檢測裝置,而控制電路相對于電動機(jī)、晾衣桿而言具有識別和決策能力,由它發(fā)指令給電動機(jī),然后由電動機(jī)控制晾衣桿。所以控制電路是控制器,電動機(jī)是執(zhí)行器,晾衣桿是被控對象。
8.如圖所示是太陽能土壤濕度控制系統(tǒng)示意圖。工作時,水分傳感器將檢測到的土壤濕度信號傳送給太陽能控制器與設(shè)定濕度值比較,太陽能控制器根據(jù)濕度偏差信號控制電磁閥的開閉,調(diào)節(jié)噴水量,使土壤保持設(shè)定的濕度。該控制系統(tǒng)的被控對象是(　　)
A.太陽能控制器 B.水分傳感器 C.電磁閥 D.土壤
答案　D　本題考查的是控制系統(tǒng)的組成。此控制系統(tǒng)是一個閉環(huán)控制系統(tǒng),其中太陽能控制器是控制器,電磁閥是執(zhí)行器,土壤是被控對象,水分傳感器是檢測裝置。
9.如圖所示是汽車輪胎維護(hù)控制系統(tǒng)示意圖。汽車行駛時,壓力傳感器將檢測到的輪胎壓力信號傳送給ECU電子控制單元,當(dāng)輪胎氣壓比正常壓力低10%時,車上的報(bào)警燈通知駕駛員,系統(tǒng)打開止回閥對管道進(jìn)行加壓并檢查壓力。如管道未達(dá)到正常壓力,系統(tǒng)開始對輪胎進(jìn)行充氣,直到達(dá)到正常壓力。關(guān)于輪胎的充氣控制,下列說法不正確的是(　　)
A.輸入量是正常壓力值
B.被控對象是報(bào)警燈
C.控制器是ECU電子控制單元
D.該控制是閉環(huán)控制
答案　B　本題考查的是控制系統(tǒng)的工作過程。輪胎的充氣控制是閉環(huán)控制,輸入量是正常壓力值,控制器是ECU電子控制單元,被控對象是輪胎而不是報(bào)警燈,所以選擇B。
10.如圖所示是一種自動尋軌器。本產(chǎn)品有線性跟蹤功能,它通過兩個紅外二極管發(fā)出信號和兩個接收器感應(yīng)地面顏色來識別路線,能自己沿自制的黑色軌道行走。當(dāng)偏離黑色軌道時,尋軌器的單片機(jī)電路會根據(jù)兩個傳感器的信號差別判斷出是左偏還是右偏,再相應(yīng)地驅(qū)動右輪或左輪糾正行駛的方向。關(guān)于尋軌器的控制系統(tǒng),其設(shè)定值是(　　)
A.自制軌道的黑顏色
B.自制軌道路線的形狀
C.尋軌器的行駛方向
D.尋軌器的左偏或者右偏
答案　B　本題考查的是控制系統(tǒng)的輸入量(設(shè)定值)。該裝置的基本功能是能夠自動沿著預(yù)先設(shè)定好的黑色軌道行走,故控制系統(tǒng)的設(shè)定值為軌道路線的形狀,答案是B。
11.如圖所示為一款智能加油機(jī),設(shè)定需要加入的燃油量或金額后開始加油,當(dāng)流量計(jì)檢測到加油量達(dá)到設(shè)定值時,控制電路就會關(guān)閉油泵和電磁閥停止加油。該控制系統(tǒng)的被控量是(　　)
A.設(shè)定的燃油量或金額
B.油泵和電磁閥的啟動與關(guān)閉
C.流量計(jì)輸出的電信號
D.實(shí)際燃油量
答案　D　本題考查的是控制系統(tǒng)的組成。設(shè)定的燃油量或金額是給定量(輸入量),A錯誤;油泵和電磁閥的啟動與關(guān)閉是控制量,B錯誤;流量計(jì)輸出的電信號是反饋信號,C錯誤;實(shí)際燃油量是被控量,D正確。
12.電梯都配有超載報(bào)警系統(tǒng),其工作原理:傳感器檢測電梯的載重量,控制電路進(jìn)行判斷,若載重量超過設(shè)定值則接通電子開關(guān),報(bào)警器發(fā)出聲、光信號進(jìn)行報(bào)警,并強(qiáng)行停止電梯運(yùn)行。關(guān)于該報(bào)警控制系統(tǒng),下列說法中正確的是(　　)
A.被控對象是電梯
B.控制器是電子開關(guān)
C.執(zhí)行器是報(bào)警器
D.輸出量是聲、光信號
答案　D　本題考查控制系統(tǒng)的組成分析。本題中的報(bào)警控制系統(tǒng)的控制器是控制電路,執(zhí)行器是電子開關(guān),被控對象是報(bào)警器,所以A、B、C都不對。
13.如圖所示的停車誘導(dǎo)控制系統(tǒng)通過泊位信息采集設(shè)備檢測進(jìn)出車輛,采集停車場車位變化數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)傳送到控制處理服務(wù)器進(jìn)行處理,生成空余泊位數(shù)據(jù)。下列關(guān)于該控制系統(tǒng)的說法正確的是(　　)
A.是電子控制系統(tǒng),被控對象是停車場
B.是閉環(huán)控制系統(tǒng),被控對象是顯示牌
C.是開環(huán)控制系統(tǒng),控制(處理)部分是控制處理服務(wù)器
D.是閉環(huán)控制系統(tǒng),輸入部分是泊位信息采集設(shè)備
答案　C　本題主要考查開環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程與原理。因?yàn)樾盘柺菃蜗騻鬟f的,所以是開環(huán)控制系統(tǒng),所以本題的正確答案是C。
14.如圖所示為一款自動取票機(jī),用戶選擇按鈕操作后,單片機(jī)接收到按鍵信息,驅(qū)動相關(guān)電機(jī)及機(jī)械裝置,從而使車票從取票口被吐出。關(guān)于自動取票機(jī)的控制系統(tǒng),下列說法正確的是(　　)
A.該控制是閉環(huán)控制
B.被控對象是車票
C.輸出量是電機(jī)的驅(qū)動
D.執(zhí)行器是單片機(jī)
答案　B　本題主要考查控制系統(tǒng)的過程與原理。該控制系統(tǒng)是開環(huán)控制系統(tǒng),被控對象是車票,輸出量是車票被取票機(jī)吐出,執(zhí)行器是電機(jī)及機(jī)械裝置。所以本題的正確答案是B。
15.如圖所示為一款嬰幼兒耳測體溫計(jì),它有一個聲光報(bào)警裝置,當(dāng)所測體溫高于37.5 ℃時,就會發(fā)出“嘟嘟”聲并閃光。這個體溫報(bào)警系統(tǒng)的控制方式屬于(　　)
A.手動控制、開環(huán)控制
B.自動控制、開環(huán)控制
C.自動控制、閉環(huán)控制
D.手動控制、閉環(huán)控制
答案　B　本題考查控制手段及控制系統(tǒng)的類型。該系統(tǒng)的控制目的為滿足某一條件時發(fā)出聲音與閃光,這一條件為“當(dāng)所測體溫高于37.5 ℃時”。系統(tǒng)的輸出量為聲音與閃光信號,系統(tǒng)中沒有檢測輸出量的裝置,不存在反饋,因此該系統(tǒng)為開環(huán)控制系統(tǒng);系統(tǒng)工作過程中無人參與,因此為自動控制。
16.如圖所示是一款太陽能飯盒,每個飯盒都有獨(dú)立的溫度控制系統(tǒng),當(dāng)飯煮熟后,自動進(jìn)入保溫狀態(tài),該飯盒溫度控制系統(tǒng)的控制手段和控制方式屬于(　　)
A.手動控制、開環(huán)控制
B.自動控制、閉環(huán)控制
C.自動控制、開環(huán)控制
D.手動控制、閉環(huán)控制
答案　B　本題考查控制手段及控制系統(tǒng)的類型。該飯盒溫度控制系統(tǒng)的輸入量是預(yù)設(shè)溫度,輸出量是飯盒內(nèi)實(shí)際溫度,保溫狀態(tài)要求當(dāng)實(shí)際溫度低于設(shè)定溫度時,控制器向執(zhí)行器發(fā)出加熱指令,當(dāng)實(shí)際溫度高于設(shè)定溫度時,控制器向執(zhí)行器發(fā)出停止加熱指令,從而使溫度維持在設(shè)定值上下波動,所以有反饋且輸出量相對穩(wěn)定,是閉環(huán)控制系統(tǒng);工作過程是自動進(jìn)行的,不需要人參與。因此B項(xiàng)正確。
　　如圖所示為紙漿濃度控制系統(tǒng)工作原理示意圖,其工作原理是:控制器將傳感器檢測到的配漿濃度與設(shè)定值相比較,根據(jù)偏差值控制電動調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)清水流量,從而使配漿濃度達(dá)到設(shè)定值。(完成第17題)
17.在該控制系統(tǒng)工作原理示意圖中,不直接參與濃度自動控制的部件是(　　)
A.電動調(diào)節(jié)閥 B.控制器 C.傳感器 D.手動取樣閥
答案　D　本題考查控制系統(tǒng)的組成。手動取樣閥屬于手動控制部分,與自動控制無關(guān),因此D項(xiàng)符合題意。
18.如圖所示為某校學(xué)生設(shè)計(jì)制作的自動取湯機(jī),能保持湯的溫度在一定范圍內(nèi)。按下取湯按鈕,就會自動落下一個碗,并放出一定量的湯在碗中。在該自動取湯機(jī)的溫度控制系統(tǒng)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
答案　D　本題考查控制系統(tǒng)的組成分析。該系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng),控制目的為保持湯的溫度穩(wěn)定。根據(jù)對溫度的閉環(huán)控制系統(tǒng)的運(yùn)行特征分析,系統(tǒng)不需要定時器,因此D項(xiàng)符合題意。
19.如圖所示是一種風(fēng)阻尼器,用于高層建筑應(yīng)對臺風(fēng)。一個幾百噸重的大鐵球通過彈簧和液壓裝置安裝在高層建筑物的中上部,當(dāng)強(qiáng)風(fēng)來襲時,該裝置的傳感器探測到建筑物的搖晃程度,通過計(jì)算機(jī)控制液壓裝置推動大鐵球向反方向運(yùn)動,從而降低建筑物的搖晃程度。若把大鐵球作為被控對象,下列分析中不正確的是(　　)
A.輸入量是建筑物的搖晃程度
B.控制器是計(jì)算機(jī)
C.控制量是風(fēng)力的大小
D.輸出量是大鐵球的運(yùn)動方向和速度
答案　C　本題考查控制系統(tǒng)的組成分析。這個控制系統(tǒng)中,液壓裝置為執(zhí)行器,計(jì)算機(jī)是控制器,控制量是描述執(zhí)行器運(yùn)行的量,即推力的大小和方向,因此C項(xiàng)符合題意。
20.如圖所示是上海世博會“智能化垃圾氣力輸送系統(tǒng)”中的垃圾桶,桶內(nèi)裝有容量傳感器,當(dāng)垃圾達(dá)到桶容積的80%時,該信息傳輸?shù)嚼幚砜刂浦行?中心啟動千米外的抽風(fēng)機(jī)開始抽氣,將垃圾吸往“垃圾收集站”。關(guān)于這個控制系統(tǒng),下列說法正確的是(　　)
A.執(zhí)行器是容量傳感器
B.控制器是抽風(fēng)機(jī)
C.被控對象是桶內(nèi)垃圾
D.設(shè)定值是實(shí)際吸出的垃圾量
答案　C　本題考查控制系統(tǒng)的組成分析。該系統(tǒng)為開環(huán)控制系統(tǒng),控制目的為“當(dāng)垃圾達(dá)到桶容積的80%時”運(yùn)送垃圾,因此系統(tǒng)的被控對象為垃圾桶內(nèi)的垃圾,C項(xiàng)正確;系統(tǒng)的控制器為垃圾處理控制中心,執(zhí)行器為抽風(fēng)機(jī),沒有設(shè)定值,因此A、B、D項(xiàng)錯誤。
21.監(jiān)控?cái)z像系統(tǒng)(如圖所示)被廣泛用于記錄道路交通實(shí)時圖像信息。對于監(jiān)控?cái)z像系統(tǒng),下列環(huán)境因素中不屬于干擾因素的是(　　)
　　　　　
A.噪聲 B.濃霧 C.閃電 D.沙塵
答案　A　本題考查干擾因素的概念。干擾因素是指除輸入量外引起被控量變化的因素。監(jiān)控?cái)z像系統(tǒng)的控制目的是獲取圖像信息,凡是影響圖像質(zhì)量的因素都是干擾因素。噪聲對圖像信號不會產(chǎn)生影響,因此A項(xiàng)符合題意。
22.下列方法中不屬于黑箱方法的是(　　)
A.用儀器測試集成電路輸出信號判斷集成電路的功能
B.通過腦電波檢查診斷病人大腦的狀況
C.列車司機(jī)用錘子敲擊車輪,通過聲音判斷有無故障
D.通過胃鏡檢查診斷病人的胃部疾病
答案　D　本題考查黑箱方法的概念。黑箱方法是指研究對象的內(nèi)部無法打開或不便打開的情況下,通過輸入量與輸出量的關(guān)系探測其內(nèi)部的特性。如果把胃部看做研究對象,胃鏡檢查則是直接觀察研究對象內(nèi)部情況,與黑箱方法的概念不符,因此D項(xiàng)符合題意。
二、非選擇題(共56分)
23.(1分)如圖所示為某儲氣罐壓力自動控制和自動報(bào)警系統(tǒng)示意圖,壓力變送器檢測儲氣罐中的壓力值,該值被送到控制器,與設(shè)定壓力值進(jìn)行比較,控制器根據(jù)偏差值控制變頻氣泵的轉(zhuǎn)速,從而使儲氣罐的實(shí)際壓力達(dá)到設(shè)定值。當(dāng)壓力超出設(shè)定值上限時,就發(fā)出報(bào)警信號,并自動排氣。請完成下題:
當(dāng)壓力值自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障,導(dǎo)致儲氣罐內(nèi)氣體壓力過高,在此情況下對壓力罐有保護(hù)作用的是　　　　 (在①去車間的送氣管道;②自動排氣裝置中選擇一項(xiàng),填寫序號)。?
答案　②
解析　本題考查控制系統(tǒng)工作過程的分析。根據(jù)題干所述,罐內(nèi)壓力過高時,系統(tǒng)能自動排氣,因此自動排氣裝置具有保護(hù)作用。
24.(5分)某學(xué)校機(jī)房的夜間防盜報(bào)警系統(tǒng)具有靈敏度高、反饋及時的特點(diǎn)。在夜間開啟后,一旦有人進(jìn)入機(jī)房,報(bào)警系統(tǒng)的紅外感應(yīng)攝像頭就會將檢測到的信號反饋到系統(tǒng)主控設(shè)備當(dāng)中,主控設(shè)備馬上就會通過電信號控制保衛(wèi)處的報(bào)警器發(fā)出警鈴提示聲。
(1)該控制系統(tǒng)的控制方式屬于　　　控制(在①開環(huán);②閉環(huán)中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　　”處);?
(2)該控制系統(tǒng)的控制手段屬于　　　(在①手動控制;②自動控制中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　　”處);?
(3)該控制系統(tǒng)的輸入量是　　　(在①是否有人進(jìn)入機(jī)房;②電信號;③警鈴提示聲中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　　”處);?
(4)該報(bào)警系統(tǒng)適合在無人值守機(jī)房或夜間機(jī)房無人時使用,卻不適用于網(wǎng)吧等24小時運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)機(jī)房。這體現(xiàn)了系統(tǒng)的　　　(在①整體性;②相關(guān)性;③目的性;④動態(tài)性;⑤環(huán)境適應(yīng)性中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　　”處)。?
(5)紅外感應(yīng)攝像頭對入侵者進(jìn)行檢測并報(bào)警的過程中會受到各種干擾,下列不屬于干擾因素的是　　　(在①機(jī)房內(nèi)的老鼠;②運(yùn)行電壓不穩(wěn);③入侵者黑衣蒙面中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　　”處)。?
答案　(1)①　(2)②　(3)①　(4)⑤　(5)③
解析　(1)開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的區(qū)別主要在于反饋。有反饋的即為閉環(huán)控制系統(tǒng),本題的控制系統(tǒng)沒有反饋的過程,所以不是閉環(huán)控制系統(tǒng),選①。
(2)該控制系統(tǒng)工作由系統(tǒng)本身自主判斷并執(zhí)行,沒有人的直接參與,所以是自動控制,選②。
(3)報(bào)警系統(tǒng)的紅外感應(yīng)攝像頭檢測是否有人進(jìn)入機(jī)房并以此判斷如何操作,所以選①。
(4)報(bào)警系統(tǒng)適合在無人值守機(jī)房或夜間機(jī)房無人時使用,卻不適用于網(wǎng)吧等24小時運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)機(jī)房體現(xiàn)了系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性,所以選⑤。
(5)干擾因素是指在控制系統(tǒng)中,除輸入量(給定值)以外引起被控量變化的各種因素,所以選③。
25.(6分)如圖所示是學(xué)校文印室一體化速印機(jī),印刷速度可達(dá)每分鐘100張以上。在印刷過程中如進(jìn)紙槽出現(xiàn)卡紙,卡紙傳感器會將檢測到的信號傳遞給控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)將通知電機(jī)使?jié)L筒停止轉(zhuǎn)動,從而達(dá)到停機(jī)目的。
(1)根據(jù)示意圖及描述,分析一體化速印機(jī)卡紙時的停機(jī)控制過程,在方框圖中“　　”處填寫相應(yīng)的內(nèi)容;?
控制系統(tǒng)②　?③　?
(2)一體化速印機(jī)印刷時間久了,卡紙傳感器上面將有紙粉塵覆蓋,會出現(xiàn)卡紙信號、停機(jī)故障現(xiàn)象,使一體機(jī)無法正常工作。下列措施不合理的是:　　　　　(在①一體機(jī)要經(jīng)常進(jìn)行清理紙粉塵等維護(hù)工作;②提高卡紙傳感器的靈敏度;③文印員要加強(qiáng)對一體機(jī)工作原理的學(xué)習(xí),學(xué)會排除故障中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　”處);?
(3)一體機(jī)在設(shè)計(jì)時,設(shè)計(jì)師要充分考慮印刷過程中的卸版、掃描、制版、掛版、進(jìn)紙、印刷、出紙等環(huán)節(jié)性能,其中有一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障,將會影響整個一體機(jī)速印功能的發(fā)揮。這體現(xiàn)了系統(tǒng)的　　　　(在①整體性;②動態(tài)性;③目的性中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　”處)。?
答案　(1)①卡紙信號　②電機(jī)　③滾筒　④停止轉(zhuǎn)動　(2)②　(3)①
解析　本題主要考查控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與控制過程原理分析。先確定被控對象,然后再確定執(zhí)行器,最后確定控制器。部分影響整體屬于系統(tǒng)的整體性。
26.(6分)如圖所示的倒車?yán)走_(dá)利用了超聲波原理。超聲波傳感器探測汽車與障礙物的距離信號,將信號輸入到微處理器,微處理器計(jì)算出汽車與障礙物間的實(shí)際距離,若到達(dá)危險距離,通過電子開關(guān)打開蜂鳴器發(fā)出警報(bào),提醒駕駛員,使停車或倒車更容易、更安全。
(1)根據(jù)上述描述,分析該系統(tǒng)的控制過程,在方框圖中“　　　　”處填寫相應(yīng)的內(nèi)容;?
微處理器②　　　　　?③　　　?
(2)倒車?yán)走_(dá)突然出現(xiàn)故障,即使在開闊地,只要一打倒擋,蜂鳴器就報(bào)警。經(jīng)檢查,原來是車上安裝的一臺空氣凈化器產(chǎn)生了電磁波,這對控制系統(tǒng)來說屬于　　　　　　;?
(3)設(shè)計(jì)的時候既要考慮到倒車?yán)走_(dá)的性能,又要考慮到倒車?yán)走_(dá)的價格,這體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的　　　　　(從①整體性原則;②科學(xué)性原則;③綜合性原則中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　”處)。?
答案　(1)①超聲波傳感器探測汽車與障礙物的距離信號或汽車與障礙物的距離信號或超聲波檢測到的信號　②電子開關(guān)　③蜂鳴器　④發(fā)出警報(bào)　(2)干擾因素　(3)③
解析　本題主要考查控制系統(tǒng)的組成分析、干擾因素以及系統(tǒng)分析的基本原則。
27.(5分)定速巡航系統(tǒng)能有效減少駕駛員疲勞并節(jié)省燃料,當(dāng)啟動定速巡航開關(guān)后,控制電路設(shè)定當(dāng)前速度為定速巡航速度,并與車速傳感器檢測到的實(shí)際車速進(jìn)行比較,根據(jù)偏差值調(diào)整節(jié)氣門的開度,使汽車以恒定的速度行駛。請根據(jù)上述說明,完成以下任務(wù):
(1)該控制系統(tǒng)的控制方式屬于　　　控制(在①開環(huán);②閉環(huán)中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　　”處);?
(2)該控制系統(tǒng)的控制手段屬于　　　控制(在①手動;②自動中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　　”處);?
(3)該控制系統(tǒng)的控制量是　　　(在①車速設(shè)定值;②節(jié)氣門開度;③實(shí)際車速中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　　”處);?
(4)定速巡航系統(tǒng)不僅要有穩(wěn)定車速的功能,還要兼顧行駛安全以及與汽車其他控制系統(tǒng)協(xié)同工作等問題,這體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的　　　原則(在①整體性;②科學(xué)性;③綜合性中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　　”處);?
(5)該系統(tǒng)在控制車速的過程中會受到各種干擾,以下因素中不屬于干擾因素的是　　　(在①沙塵;②風(fēng)速;③道路坡度中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　　”處)。?
答案　(1)②　(2)②　(3)②　(4)③　(5)①
解析　本題主要考查控制系統(tǒng)的分析、干擾因素以及系統(tǒng)分析的基本原則。(1)車速傳感器將實(shí)際車速反饋給控制電路與設(shè)定車速比較,然后根據(jù)偏差值采取控制措施,是典型的閉環(huán)控制。(2)自啟動開關(guān)后,全程的速度控制無需人的參與,所以是自動控制。(3)控制量是執(zhí)行器輸出給被控對象的量,節(jié)氣門是執(zhí)行器,控制量即節(jié)氣門開度。(4)定速巡航目標(biāo)、行駛安全目標(biāo)以及功能優(yōu)先級排序等需要統(tǒng)籌兼顧,體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的綜合性原則。(5)沙塵影響的是人的視線,對定速巡航系統(tǒng)來說,幾乎沒有什么影響。
28.(5分)如圖所示是某車間噴淋除塵灑水系統(tǒng)工作示意圖。當(dāng)傳感器檢測到車間的粉塵濃度達(dá)到設(shè)定值范圍時,可編程控制器控制電磁閥打開,防塵噴頭周向轉(zhuǎn)動噴出水霧除塵;當(dāng)粉塵濃度達(dá)到設(shè)定值上限時,管道加壓泵加壓,水霧壓力增大,提高除塵效果;當(dāng)傳感器檢測到粉塵濃度低于設(shè)定值下限時,電磁閥、管道加壓泵停止工作。請根據(jù)上述說明,完成以下任務(wù):
(1)該噴淋除塵灑水系統(tǒng)的控制方式屬于　　　控制(在①閉環(huán);②開環(huán)中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　　”處);?
(2)該噴淋除塵灑水系統(tǒng)的控制手段屬于　　　(在①手動控制;②自動控制中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　　”處);?
(3)該控制系統(tǒng)的輸出量是　　　(在①粉塵的實(shí)際濃度值;②電磁閥門打開;③噴頭噴水或不噴水中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　　”處);?
(4)為了防止粉塵濃度達(dá)到設(shè)定值時,車間相關(guān)人員不知道而進(jìn)入車間造成危險,以下對該系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化的措施中合適的是　　　(在①增加聲光報(bào)警裝置;②增加遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng),將車間粉塵濃度信息傳送到車間控制中心;③降低管道加壓泵的轉(zhuǎn)速中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　　”處);?
(5)在設(shè)計(jì)該控制系統(tǒng)時,需要考慮系統(tǒng)的安全性,同時要考慮系統(tǒng)的使用成本和維護(hù),還要考慮衛(wèi)生等目標(biāo),這體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的　　　原則(在①整體性;②科學(xué)性;③綜合性中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　　”處)。?
答案　(1)②　(2)②　(3)③　(4)①　(5)③
解析　本題考查的是控制系統(tǒng)的工作過程和系統(tǒng)分析的基本原則。第(1)、(2)小題噴淋除塵灑水系統(tǒng)的輸出對控制過程沒有影響,控制過程中人沒有參與,是自動開環(huán)控制系統(tǒng),所以第(1)小題選②,第(2)小題選②。輸出量即控制系統(tǒng)的輸出信號,該系統(tǒng)的輸出量是噴頭噴水或不噴水,所以第(3)小題選③。第(4)小題要根據(jù)系統(tǒng)優(yōu)化的目標(biāo)來選擇,本題中是為了防止粉塵濃度達(dá)到設(shè)定值時,車間相關(guān)人員不知道而進(jìn)入車間造成危險,優(yōu)化措施是提醒,所以選擇①。第(5)小題考查的是系統(tǒng)分析的基本原則,系統(tǒng)存在多個目標(biāo),需要統(tǒng)籌兼顧,體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的綜合性原則,所以選③。
29.(5分)汽車自動感光頭燈可以讓駕駛員更專注于汽車駕駛,汽車前擋風(fēng)玻璃后的感光探頭檢測外界光線強(qiáng)弱,控制電路根據(jù)探頭檢測信號判斷是否達(dá)到開燈條件,如果太暗則繼電器接通,車頭燈開啟照明。請根據(jù)上述說明,完成以下任務(wù):
(1)根據(jù)描述在車頭燈自動開關(guān)控制系統(tǒng)方框圖中“　　　”處填寫相應(yīng)的內(nèi)容;?
控制電路繼電器②　?
(2)為了實(shí)現(xiàn)車頭燈開關(guān)的準(zhǔn)確控制,需要進(jìn)行大量的技術(shù)試驗(yàn)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),這體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的　　　原則(在①整體性;②科學(xué)性;③綜合性中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　　”處);?
(3)該控制系統(tǒng)的感光探頭在檢測外界光線強(qiáng)弱時會受到各種干擾,以下因素中不屬于干擾因素的是　　　(在①雨霧;②探頭上的積灰;③前擋風(fēng)玻璃的防曬貼膜中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　　”處)。?
答案　(1)①光強(qiáng)檢測信號/檢測信號　②車頭燈/頭燈/車燈　③車頭燈的亮滅/車燈的開與關(guān)　(2)②　(3)①
解析　本題主要考查控制系統(tǒng)的組成分析,干擾因素以及系統(tǒng)分析的基本原則。(1)該控制系統(tǒng)的控制目的是控制車頭燈的開與關(guān),所以可以確定被控對象是車頭燈,輸出量是車頭燈的亮滅,輸入量是所檢測到的外界光線的信號。(2)技術(shù)試驗(yàn)與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)都體現(xiàn)出了系統(tǒng)分析的科學(xué)性原則。(3)干擾因素不能是輸入量,雨霧天光線暗,但不管明暗,對感光探頭來說都是輸入量。而探頭上的積灰以及前擋風(fēng)玻璃的防曬貼膜都影響了感光探頭對外界光線的準(zhǔn)確感知,所以②、③是干擾因素,①不是。
30.(5分)汽車的車架與輪胎是通過懸架連接起來的,自動懸架是由電腦控制的一種新型懸架,當(dāng)汽車在不同的路面行駛時,自動懸架系統(tǒng)能夠自動控制汽車的車身高度,從而增加汽車行駛的平順性、穩(wěn)定性。自動懸架系統(tǒng)的工作過程是:通過傳感器檢測到汽車車身的高度、振動幅度、車速等數(shù)據(jù),電子控制單元ECU不停地接收到傳感器的信息,并與預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,再通過控制閥門來自動調(diào)整車身的位置。
請根據(jù)上述說明,完成下列任務(wù):
(1)該控制系統(tǒng)的控制方式屬于　　　控制(在①開環(huán);②閉環(huán)中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　　”處);?
(2)該控制系統(tǒng)的控制手段屬于　　　(在①手動控制;②自動控制中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　　”處);?
(3)該控制系統(tǒng)的輸出量是　　　(在①汽車的行駛速度;②汽車車身的實(shí)際高度;③汽車的振動幅度中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　　”處);?
(4)為了實(shí)時檢測汽車車身的高度、振動幅度、車速等數(shù)據(jù)變化信號,電子控制單元ECU不停地接收到傳感器的信息,并通過數(shù)學(xué)模型計(jì)算出汽車車身的實(shí)際高度,這體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的　　　原則(在①整體性;②科學(xué)性;③綜合性中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　　”處);?
(5)自動懸架系統(tǒng)自動控制汽車車身高度時會受到各種干擾,以下因素中屬于干擾因素的是　　　(在①壓氣機(jī)漏氣;②刮風(fēng)下雨;③霧霾的影響中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　　”處)。?
答案　(1)②　(2)②　(3)②　(4)②　(5)①
解析　(1)本題考查控制系統(tǒng)的控制方式。傳感器將檢測到的汽車車身高度反饋到電子控制單元ECU,所以該控制系統(tǒng)的控制方式屬于閉環(huán)控制。
(2)本題考查控制系統(tǒng)的控制手段。該控制過程中沒有人工干預(yù),所以該控制系統(tǒng)的控制手段屬于自動控制。
(3)本題考查控制系統(tǒng)的組成分析。該控制系統(tǒng)的目的是控制汽車的車身高度,被控對象是車身,輸出量是車身的實(shí)際高度。
(4)本題考查系統(tǒng)分析的基本原則。通過數(shù)學(xué)模型計(jì)算出汽車車身的實(shí)際高度,體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的科學(xué)性原則。
(5)本題考查控制系統(tǒng)的干擾因素。自動懸架系統(tǒng)自動控制車身高度時不會受自然環(huán)境的影響,只受壓氣機(jī)性能的影響。
31.(6分)孫麗設(shè)計(jì)并制作了一個路燈控制裝置,用來控制家門口的路燈。當(dāng)環(huán)境光線不足時,光敏電阻檢測到光線強(qiáng)度信息,控制單元接收到該信息后作出判斷,并發(fā)出指令給電子開關(guān),開啟路燈;當(dāng)光線充足時則關(guān)閉路燈。請完成下列各題,在“　　　　”處填上相應(yīng)的內(nèi)容。?
(1)根據(jù)題中所述,將路燈控制系統(tǒng)方框圖補(bǔ)充完整。
①　　　?②　　　?路燈
(2)晚上,孫麗用臺燈(白熾燈)代替路燈對控制裝置進(jìn)行技術(shù)試驗(yàn)。當(dāng)關(guān)閉室內(nèi)其他照明用具時,臺燈亮起。將控制裝置靠近臺燈,燈泡的光線直接照射到光敏電阻上,則出現(xiàn)的現(xiàn)象是　　　　;(填選項(xiàng)前的字母)?
A.燈泡一直亮 B.燈泡熄滅
C.燈泡亮滅交替 D.燈泡亮度變暗
(3)第(2)小題中燈泡的光線影響了正常的控制,對該控制系統(tǒng)來說這屬于　　　　。?
答案　(1)①控制單元　②電子開關(guān)　③燈亮/滅　(2)C　(3)干擾因素
解析　(1)本題考查控制系統(tǒng)的組成分析。路燈控制系統(tǒng)是開環(huán)控制系統(tǒng),輸入量是環(huán)境光線強(qiáng)弱信號,控制器是控制單元,執(zhí)行器是電子開關(guān),被控對象是路燈,輸出量是路燈的亮或滅。
(2)本題考查控制系統(tǒng)工作過程的分析。該試驗(yàn)是在晚上而且關(guān)閉室內(nèi)其他照明用具時進(jìn)行,臺燈首先亮起,當(dāng)控制裝置靠近臺燈時,光敏電阻檢測到光線強(qiáng)度增強(qiáng),臺燈就熄滅,環(huán)境又變?yōu)楹诎?臺燈又重新亮起,之后這樣交替進(jìn)行,形成循環(huán)過程。因此C項(xiàng)正確。
(3)本題考查干擾因素的概念。干擾因素是指除輸入量以外引起被控量變化的因素。該系統(tǒng)的輸入量為外界光線強(qiáng)度,輸出量為燈的亮或滅,根據(jù)題意,燈泡的光線是除輸入量外能引起燈的亮或滅變化的因素,符合干擾因素的概念。
32.(6分)風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行時風(fēng)輪對準(zhǔn)風(fēng)向才能獲得最大風(fēng)能,如圖所示是風(fēng)力發(fā)電機(jī)跟蹤風(fēng)向的控制系統(tǒng)示意圖,風(fēng)向測定裝置將檢測到的風(fēng)向信號傳遞給迎風(fēng)控制裝置與設(shè)定值比較,迎風(fēng)控制裝置根據(jù)角度偏差信號控制偏航電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),調(diào)整風(fēng)輪角度,使風(fēng)輪始終對準(zhǔn)風(fēng)向。
(1)根據(jù)描述,在跟蹤風(fēng)向的控制系統(tǒng)方框圖中的“　　　　”處填寫相應(yīng)的內(nèi)容;?
(2)風(fēng)向測定裝置將檢測到的風(fēng)向信號傳遞給迎風(fēng)控制裝置與設(shè)定值比較的過程稱為　　　。(從干擾;反饋;控制中選擇一項(xiàng),將正確答案填在“　　　”處)?
答案　(1)①迎風(fēng)控制裝置　②偏航電機(jī)　③風(fēng)輪　④風(fēng)輪實(shí)際朝向　⑤風(fēng)向測定裝置　(2)反饋
解析　(1)本題考查控制系統(tǒng)的組成分析。該系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng)。在閉環(huán)控制系統(tǒng)中,給定量與被控量為同一量綱的物理量,根據(jù)題干中的給定量,可確定被控量為風(fēng)輪的實(shí)際朝向,被控對象為風(fēng)輪,即③為風(fēng)輪,④為風(fēng)輪實(shí)際朝向。迎風(fēng)控制裝置的作用是把來自風(fēng)向測定裝置檢測到的風(fēng)向信號與設(shè)定值比較,并且對角度信號進(jìn)行運(yùn)算處理獲得偏差值,再向后面的偏航電機(jī)發(fā)出指令,調(diào)整風(fēng)輪角度,因此控制器①為迎風(fēng)控制裝置,執(zhí)行器②為偏航電機(jī),檢測裝置⑤為風(fēng)向測定裝置。
(2)本題考查反饋的概念。反饋是指在自動控制系統(tǒng)中,將輸出量通過適當(dāng)?shù)臋z測裝置返回到輸入端并與輸入量進(jìn)行比較的過程。題干表述符合反饋的概念。
33.(6分)如圖所示是數(shù)控機(jī)床的位置控制系統(tǒng)示意圖。檢測裝置檢測機(jī)床工作臺的實(shí)際位移,并將該位移值傳輸給數(shù)控裝置與設(shè)定位移量進(jìn)行比較,數(shù)控裝置根據(jù)比較的偏差值控制伺服裝置運(yùn)動,驅(qū)動機(jī)床工作臺到達(dá)指定的位置。
(1)根據(jù)示意圖及其描述,將在控制系統(tǒng)方框圖中“　　　”處填寫相應(yīng)的內(nèi)容。?
(2)實(shí)際位移量與設(shè)定位移量的比較是由　　　　完成的(從①檢測裝置;②數(shù)控裝置;③輸入裝置;④伺服裝置中選擇一項(xiàng),將序號填在“　　　　”處)。?
答案　(1)①設(shè)定位移　②伺服裝置　③機(jī)床(機(jī)床工作臺)　④實(shí)際位移　⑤檢測裝置　(2)②
解析　(1)本題考查控制系統(tǒng)的組成分析。該系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng),①是輸入量,即設(shè)定位移;②是執(zhí)行器,即伺服裝置;③是被控對象,即機(jī)床;④是輸出量,即實(shí)際位移;⑤是檢測裝置。
(2)本題考查閉環(huán)控制系統(tǒng)中的比較功能。比較功能通常由控制器來完成,該系統(tǒng)的控制器為數(shù)控裝置。
模擬演練
1.(2017浙江重點(diǎn)中學(xué)期末,10,2分)如圖所示是大門開關(guān)自動控制系統(tǒng)。其工作原理是當(dāng)合上開門開關(guān)時,電位器橋式測量電路產(chǎn)生一個偏差電壓信號,經(jīng)放大器放大后驅(qū)動伺服電動機(jī)帶動絞盤轉(zhuǎn)動,使大門向上提起,同時,與大門連在一起的電位器電刷上移,使橋式測量電路重新達(dá)到平衡,電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動,開門開關(guān)自動斷開。反之同理,當(dāng)合上關(guān)門開關(guān)時,伺服電動機(jī)反轉(zhuǎn),帶動絞盤轉(zhuǎn)動使大門關(guān)閉。關(guān)于該控制系統(tǒng),下列說法不正確的是(　　)
A.被控對象是大門
B.輸出量是大門的開或關(guān)
C.該控制系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng)
D.控制量是伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)速
答案　C　本題考查控制系統(tǒng)的分析。該控制系統(tǒng)是通過開關(guān)控制門的開閉,屬于開環(huán)控制系統(tǒng),因此C項(xiàng)符合題意。
2.(2017新高考聯(lián)盟第二次聯(lián)考,10,2分)如圖所示是網(wǎng)絡(luò)型溫室智能控制系統(tǒng)示意圖。該系統(tǒng)可實(shí)時采集、存儲溫室內(nèi)的環(huán)境信息(室內(nèi)溫度、土壤濕度、CO2濃度、光照等環(huán)境參數(shù)),然后通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸給控制計(jì)算機(jī),并按控制計(jì)算機(jī)的命令對溫室的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制,從而實(shí)現(xiàn)對溫室的智能控制。下列關(guān)于該控制系統(tǒng)的說法,錯誤的是(　　)
A.控制器是控制計(jì)算機(jī)
B.輸出量是實(shí)際的溫室環(huán)境信息
C.執(zhí)行器是溫室智能采集控制器
D.檢測裝置是各類傳感器
答案　C　本題考查控制系統(tǒng)的組成。該控制系統(tǒng)通過檢測溫室的當(dāng)前狀態(tài),控制溫室達(dá)到預(yù)期的狀態(tài),屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)。傳感器為檢測裝置,控制計(jì)算機(jī)為控制器,實(shí)現(xiàn)噴灌、加溫、開窗等操控的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為執(zhí)行器,實(shí)際的溫室環(huán)境信息為輸出量,因此C項(xiàng)符合題意。
3.(2017浙江紹興模擬,9,2分)如圖所示為數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)控制圖,程序輸入數(shù)控系統(tǒng)后,MCU處理并輸出的脈沖信號來控制步進(jìn)電動機(jī)。它通過變換脈沖信號來控制機(jī)床工作臺坐標(biāo)位移量和位移速度、方向。這種控制方式的最大特點(diǎn)是控制方便、結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜。以下關(guān)于該數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的說法中正確的是(　　)
A.該控制系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng)
B.該控制系統(tǒng)執(zhí)行器為主軸和刀具
C.該控制系統(tǒng)控制器為MCU
D.該控制系統(tǒng)控制量為機(jī)床工作臺的位移量及速度、方向
答案　C　本題考查控制系統(tǒng)的組成分析。該控制系統(tǒng)根據(jù)程序控制工作臺的位移、速度及方向,屬于開環(huán)控制系統(tǒng),控制器為MCU,執(zhí)行器為步進(jìn)電動機(jī),控制量為電動機(jī)的轉(zhuǎn)動,因此C項(xiàng)正確,A、B、D項(xiàng)錯誤。
4.(2017浙江溫州模擬,9,2分)如圖所示為排隊(duì)叫號控制系統(tǒng)示意圖,由取號子系統(tǒng)和叫號子系統(tǒng)組成,叫號子系統(tǒng)又分為窗口屏提示部分及語音播報(bào)部分。按下呼叫器,主控制器接收到叫號信號,傳送給功率放大器,從而使喇叭發(fā)出聲音。語音播報(bào)控制系統(tǒng)的執(zhí)行器是(　　)
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
A.主控制器 B.功率放大器 C.喇叭 D.呼叫器
答案　B　本題考查控制系統(tǒng)的組成分析。語音播報(bào)控制系統(tǒng)根據(jù)呼叫器接收的信號控制喇叭發(fā)出聲音,其執(zhí)行器是功率放大器,因此B項(xiàng)正確。
5.(2017寧波十校聯(lián)考,10,2分)如圖所示為自動感應(yīng)螺絲刀。工作原理是:當(dāng)手腕向右輕微轉(zhuǎn)動螺絲刀時,內(nèi)置陀螺儀感應(yīng)螺絲刀狀態(tài),通過微處理器系統(tǒng)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動使螺絲刀順轉(zhuǎn),螺絲便被擰緊;同理,當(dāng)手腕向左輕微轉(zhuǎn)動螺絲刀時,微處理器系統(tǒng)控制電機(jī)反轉(zhuǎn)使螺絲刀逆轉(zhuǎn),螺絲便被擰出。關(guān)于該自動感應(yīng)螺絲刀控制系統(tǒng),以下說法正確的是(　　)
A.此控制系統(tǒng)為閉環(huán)控制系統(tǒng)
B.反饋裝置是陀螺儀
C.控制器是電機(jī)
D.控制量是電機(jī)的轉(zhuǎn)向
答案　D　本題考查控制系統(tǒng)的控制方式及組成。該系統(tǒng)根據(jù)手腕的轉(zhuǎn)動方向控制螺絲刀的轉(zhuǎn)動方向,不存在反饋,屬于開環(huán)控制系統(tǒng),控制器為微處理器,執(zhí)行器為電機(jī),控制量為電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向,因此D項(xiàng)正確,A、B、C項(xiàng)錯誤。
6.(2017浙江金華8月聯(lián)考,10,2分)電子手輪常用于CNC機(jī)床工作原點(diǎn)設(shè)定、主軸電機(jī)微調(diào)等動作。當(dāng)手輪旋轉(zhuǎn)時,編碼器產(chǎn)生與手輪運(yùn)動相對應(yīng)的信號,通過PLC的處理和放大控制機(jī)床主軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)使負(fù)載達(dá)到相應(yīng)角度。關(guān)于該控制,下列說法錯誤的是(　　)
A.該控制是開環(huán)控制
B.主軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)是被控量
C.手輪旋轉(zhuǎn)是輸入量
D.執(zhí)行器為主軸電機(jī)
答案　B　本題考查控制系統(tǒng)的分析。該控制系統(tǒng)根據(jù)手輪的旋轉(zhuǎn)控制負(fù)載達(dá)到相應(yīng)角度,屬于開環(huán)控制系統(tǒng),主軸電機(jī)為執(zhí)行器,其旋轉(zhuǎn)量為控制量,負(fù)載為被控對象,負(fù)載達(dá)到相應(yīng)角度為輸出量,因此B項(xiàng)符合題意。
7.(2017浙江名校新高考聯(lián)盟聯(lián)考,10,2分)如圖所示為汽車防側(cè)傾控制系統(tǒng)示意圖,其工作原理是:車輛轉(zhuǎn)彎時,傳感器檢測車身傾斜信息并傳遞給懸架控制單元,控制電磁電機(jī)調(diào)整避震高度,保持車身平穩(wěn)。下列關(guān)于該系統(tǒng)說法中正確的是(　　)
A.執(zhí)行器是電磁電機(jī)
B.輸入量是控制信號
C.該系統(tǒng)是開環(huán)控制系統(tǒng)
D.控制器是傳感器
答案　A　本題考查控制系統(tǒng)的組成分析。該系統(tǒng)要控制車身平穩(wěn),屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)。傳感器是檢測裝置,控制單元是控制器,電磁電機(jī)是執(zhí)行器,車身傾斜程度的設(shè)定值與實(shí)際值是給定量與被控量,因此A項(xiàng)正確。
8.(2017寧波九校聯(lián)考,10,2分)如圖所示的掃地機(jī)器人,其前端安裝有紅外線間距檢測裝置,可實(shí)時檢測與障礙物的距離。馬達(dá)轉(zhuǎn)動帶動機(jī)器人行走,方向由萬向輪控制,當(dāng)快要碰到障礙物時,電腦芯片會產(chǎn)生相應(yīng)控制信號,調(diào)整萬向輪的方向使其后退并改變方向。關(guān)于該方向控制,以下說法不正確的是(　　)
A.被控對象是掃地機(jī)器人 B.控制量是馬達(dá)轉(zhuǎn)速
C.執(zhí)行器是萬向輪 D.輸入量是與障礙物的距離
答案　B　本題考查控制系統(tǒng)的組成分析。方向控制的控制目的是改變機(jī)器人的運(yùn)動方向,萬向輪是執(zhí)行器,萬向輪的方向是控制量,因此B項(xiàng)符合題意。
9.(2017浙江寧波十校聯(lián)考,10,2分)為了改善城市的交通管理,有些地方采用了智能化的紅綠燈電子控制系統(tǒng),通過調(diào)整紅綠燈的持續(xù)時間來緩解車輛的擁堵。它的工作原理為:在路口停車線前一段距離內(nèi)埋下一些環(huán)形感應(yīng)器,感應(yīng)器將車輛在上面通過所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳輸給微處理器,微處理器根據(jù)交叉路口車輛的多少指揮紅綠燈的自動切換。該控制系統(tǒng)的被控對象是(　　)
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
A.紅綠燈 B.車輛 C.微處理器 D.環(huán)形感應(yīng)器
答案　A　本題考查控制系統(tǒng)的組成。該控制系統(tǒng)能夠根據(jù)交叉路口車輛的多少調(diào)控紅綠燈的持續(xù)時間,因此被控對象是紅綠燈。
10.(2017浙江寧波模擬,10,2分)如圖所示是一款自平衡兩輪電動車,它以內(nèi)置的精密固態(tài)陀螺儀來判斷車身所處的姿態(tài),通過高速的中央微處理器計(jì)算出適當(dāng)?shù)闹噶?從而驅(qū)動馬達(dá)來達(dá)到平衡的效果。當(dāng)人與車往前傾斜時,智能平衡車車身內(nèi)的內(nèi)置電動馬達(dá)會產(chǎn)生往前的力量,一方面平衡人與車往前傾倒的扭矩,一方面產(chǎn)生讓車輛前進(jìn)的加速度,相反當(dāng)陀螺儀檢測到人和車往后傾時,會產(chǎn)生向后的力量達(dá)到平衡效果。智能平衡車的速度與駕駛?cè)松眢w傾斜的程度成正比。關(guān)于該自平衡兩輪電動車的自平衡控制過程,以下說法中不正確的是(　　)
A.被控對象是馬達(dá)
B.檢測裝置是陀螺儀
C.輸入量是人和車傾斜的方向和角度
D.輸出量是行駛的速度和角度
答案　A　本題考查控制系統(tǒng)的組成。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)人和車傾斜的方向和角度,控制電動車的行駛速度和角度。檢測裝置是陀螺儀,被控對象為電動車,執(zhí)行器為馬達(dá),因此A項(xiàng)符合題意。
11.(2017浙江溫州模擬,10,2分)如圖所示為數(shù)控機(jī)床伺服控制系統(tǒng)原理圖,步進(jìn)驅(qū)動器將指令脈沖信號轉(zhuǎn)換為步進(jìn)電機(jī)所需的信號,步進(jìn)電機(jī)將接收到的信號變換為機(jī)械轉(zhuǎn)角,再經(jīng)過絲杠帶動機(jī)床工作臺移動。下列關(guān)于數(shù)控機(jī)床伺服控制系統(tǒng)分析中,正確的是(　　)
A.控制量是機(jī)床工作臺的位移量
B.控制器是步進(jìn)電機(jī)
C.執(zhí)行器是步進(jìn)驅(qū)動器
D.輸入量是指令脈沖
答案　D　本題主要考查控制系統(tǒng)組成的分析。該控制系統(tǒng)通過響應(yīng)不同的指令脈沖,實(shí)現(xiàn)機(jī)床工作臺的移動。輸入量是指令脈沖,輸出量是機(jī)床工作臺的位移量,執(zhí)行器是步進(jìn)電機(jī),控制器是步進(jìn)驅(qū)動器。綜上,答案為D。
12.(2017浙江新高考聯(lián)盟期始考,10,2分)如圖所示是智能清潔機(jī)器人,具有吸塵、防撞功能。吸塵系統(tǒng)用電機(jī)帶動清掃刷轉(zhuǎn)動,清掃灰塵并將灰塵集中于吸風(fēng)口處,由吸塵機(jī)構(gòu)制造的吸力將灰塵吸入灰塵存儲器中。防撞系統(tǒng)中傳感器檢測周圍的障礙物,單片機(jī)對信號加以判斷,控制電機(jī)驅(qū)動輪子改變方向,躲避障礙。如果吸塵系統(tǒng)與防撞系統(tǒng)的被控對象分別為灰塵存儲器和輪子,則以下分析正確的是(　　)
A.吸塵系統(tǒng)屬于開環(huán)控制,防撞系統(tǒng)屬于閉環(huán)控制
B.吸塵系統(tǒng)的執(zhí)行器是吸力
C.防撞系統(tǒng)的傳感器可以選用紅外傳感器
D.防撞系統(tǒng)的控制器是單片機(jī)
答案　D　本題考查控制系統(tǒng)的組成分析。吸塵系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)清掃并吸收灰塵,不存在反饋,因此屬于開環(huán)控制,吸塵機(jī)構(gòu)是執(zhí)行器。防撞系統(tǒng)根據(jù)障礙物的情況控制輪子的運(yùn)行,因此也屬于開環(huán)控制,控制器是單片機(jī),因此D項(xiàng)正確,A、B項(xiàng)錯誤;紅外傳感器無法檢測障礙物,不能作為防撞系統(tǒng)的檢測裝置,因此C項(xiàng)錯誤。
13.(2017新高考聯(lián)盟第二次聯(lián)考,14(1)(2),4分)下面是國家專利網(wǎng)上公布的某項(xiàng)實(shí)用新型專利,請根據(jù)示意圖和描述,回答以下問題。
　　本發(fā)明公開了一種單片機(jī)的智能窗控制系統(tǒng),屬于智能家居控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括主控模塊、與主控模塊連接的傳感器模塊、窗戶開關(guān)裝置、窗簾開關(guān)裝置;所述傳感器模塊包括雨露傳感器、光敏傳感器;所述主控模塊用于接收傳感器模塊發(fā)來的信號,然后再輸出指令控制窗戶開關(guān)裝置或窗簾開關(guān)裝置進(jìn)行開關(guān)窗或開關(guān)窗簾的動作。該控制系統(tǒng)具有功能完善、安裝方便、使用方便的優(yōu)點(diǎn),能夠滿足廣大用戶的不同要求。
(1)該系統(tǒng)的控制手段和控制方式分別屬于　　　和　　　(在①手動控制;②自動控制;③開環(huán)控制;④閉環(huán)控制中選擇合適的選項(xiàng),將序號填在“　　　”處);?
(2)主控模塊和開關(guān)裝置在該控制系統(tǒng)中分別屬于　　　和　　　(在①控制器;②執(zhí)行器;③被控對象;④檢測裝置中選擇合適的選項(xiàng),將序號填在“　　　”處)。?
答案　(1)②　③　(2)①　②
解析　本題考查控制系統(tǒng)的分析。該控制系統(tǒng)根據(jù)雨水、光照和溫度信號自動控制窗戶和窗簾的開關(guān),屬于開環(huán)控制系統(tǒng)。主控裝置為控制器,開關(guān)裝置為執(zhí)行器。
14.(2017浙江溫州模擬,14(3),1分)如圖所示為雙圓錐齒輪傳動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖,鍵安裝在轉(zhuǎn)軸與圓錐齒輪之間的鍵槽處,用于傳遞扭矩,軸套1、軸套2用于固定轉(zhuǎn)軸,轉(zhuǎn)軸正好穿過支架上的安裝孔,安裝鍵后,轉(zhuǎn)軸無法穿過支架上的安裝孔。
該傳動機(jī)構(gòu)的裝配需要以下環(huán)節(jié):A.安裝軸套1和軸套2;B.安裝齒輪軸;C.安裝鍵;D.放置圓錐齒輪;E.轉(zhuǎn)軸穿過支架上的右側(cè)安裝孔;F.轉(zhuǎn)軸穿過支架上的左側(cè)安裝孔。
該傳動機(jī)構(gòu)不適用于　　　(選擇合適的選項(xiàng),將序號填入“　　　”處)。?
答案　C
解析　本題考查傳動機(jī)構(gòu)的動態(tài)分析。該傳動機(jī)構(gòu)可以傳遞兩個相互垂直方向的轉(zhuǎn)動形式,而車窗的開閉是上下平動的形式,因此C項(xiàng)符合題意。
15.(2017寧波十校聯(lián)考,14(1)(2),3分)如圖所示為汽車電動助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)示意圖。其工作原理是電子控制單元ECU根據(jù)扭矩傳感器檢測到的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角信號、汽車速度信號和汽車負(fù)載信號綜合確定轉(zhuǎn)向助力大小和方向,并控制電動機(jī)相應(yīng)轉(zhuǎn)動,電機(jī)作用于減速機(jī)構(gòu),減速機(jī)構(gòu)帶動轉(zhuǎn)向齒輪、轉(zhuǎn)向齒條和連接桿使車輪轉(zhuǎn)到相應(yīng)角度。請根據(jù)示意圖和描述,完成以下任務(wù):
(1)該系統(tǒng)的控制手段和方式分別屬于　　　和　　　(在①手動控制;②自動控制;③開環(huán)控制;④閉環(huán)控制中選擇合適的選項(xiàng),將序號填寫在“　　　”處);?
(2)該系統(tǒng)的被控對象是　　　(在①電動機(jī);②減速機(jī)構(gòu);③轉(zhuǎn)向齒輪、轉(zhuǎn)向齒條和連接桿;④車輪中選擇合適的選項(xiàng),將序號填寫在“　　　”處)。?
答案　(1)②　③　 (2)④
解析　本題考查控制系統(tǒng)的分析。該系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角信號、汽車速度信號和汽車負(fù)載信號控制車輪的轉(zhuǎn)動角度,屬于自動控制、開環(huán)控制,被控對象為車輪。
16.(2017浙江金華8月聯(lián)考,14(1)(2),4分)如圖是兩種不同的氣壓控制。圖甲是小型車載充氣泵,給輪胎充氣前預(yù)設(shè)一個胎壓值,充氣后胎壓達(dá)到預(yù)設(shè)值時,電機(jī)關(guān)閉,充氣結(jié)束。圖乙是空氣壓縮機(jī),當(dāng)儲氣罐內(nèi)氣壓低于2 atm(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)時,氣泵啟動,儲氣罐充氣;當(dāng)儲氣罐內(nèi)氣壓高于3 atm時,氣泵關(guān)閉,停止充氣。根據(jù)要求,完成下列各題:
(1)圖甲和圖乙的充氣控制分別屬于　　　和　　　(在①開環(huán)控制;②閉環(huán)控制中選擇合適的選項(xiàng),將序號填寫在“　　　”處);?
(2)上述圖甲和圖乙的控制中,被控對象分別為　　　和　　　(在①電機(jī);②車胎;③儲氣罐;④氣泵中選擇合適的選項(xiàng),將序號填寫在“　　　”處)。?
答案　(1)②　②　(2)②　③
解析　本題考查控制系統(tǒng)的分析。圖甲的控制系統(tǒng)能使車胎的胎壓達(dá)到預(yù)設(shè)值,被控對象為車胎,屬于閉環(huán)控制系統(tǒng);圖乙的控制系統(tǒng)能使儲氣罐內(nèi)的氣壓保持在設(shè)定范圍內(nèi),被控對象為儲氣罐,屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)。
17.(2017浙江名校新高考聯(lián)盟聯(lián)考,14(1)(2)(3),4分)如圖所示是智能行人過街系統(tǒng)示意圖。當(dāng)紅燈亮?xí)r,電機(jī)帶動閘門關(guān)閉,使行人停留在安全區(qū)域,檢測裝置一旦探測到有人翻越閘門闖紅燈,控制電路通過繼電器讓揚(yáng)聲器發(fā)出警告聲,提醒不要闖紅燈。請根據(jù)示意圖和描述完成以下任務(wù):
(1)該系統(tǒng)中閘門關(guān)閉子系統(tǒng)的控制手段和控制方式屬于　　　　和　　　　(在①人工控制; ②自動控制;③開環(huán)控制;④閉環(huán)控制中選擇合適的選項(xiàng),將序號填寫在“　　　　”處);?
(2)該系統(tǒng)中闖紅燈警告子系統(tǒng)的檢測裝置可選用　　　　(在①熱敏傳感器;②光敏傳感器;③聲敏傳感器;④紅外傳感器中選擇合適的選項(xiàng),將序號填寫在“　　　　”處);?
(3)該系統(tǒng)中闖紅燈警告子系統(tǒng)的執(zhí)行器是　　　　(在①揚(yáng)聲器;②繼電器;③電機(jī);④控制電路中選擇合適的選項(xiàng),將序號填寫在“　　　　”處)。?
答案　(1)②　③　(2)④　(3)②
解析　(1)本題考查控制系統(tǒng)的控制手段和控制方式。閘門關(guān)閉子系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)當(dāng)紅燈亮?xí)r,閘門自動關(guān)閉,因此屬于自動控制、開環(huán)控制。
(2)該控制系統(tǒng)中的檢測裝置用于檢測輸入量,因此選擇紅外傳感器最合適。
(3)本題考查控制系統(tǒng)的組成分析。闖紅燈警告子系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)當(dāng)探測到有人翻越閘門闖紅燈時,系統(tǒng)發(fā)出警告聲,屬于開環(huán)控制。輸入量為翻越閘門的行人信號,控制器為控制電路,執(zhí)行器為繼電器,被控對象為揚(yáng)聲器,輸出量為警告聲。
18.(2017浙江寧波九校聯(lián)考,14(1)(2),2分)如圖所示是飛機(jī)自動駕駛系統(tǒng)原理圖,自動駕駛系統(tǒng)是一種通過飛行員操作設(shè)定,或者由導(dǎo)航設(shè)備接收地面導(dǎo)航信號,自動控制飛行器完成飛行動作的裝置。使用自動駕駛儀主要是為了減輕飛行員的負(fù)擔(dān),使飛機(jī)自動按設(shè)定的姿態(tài)、航向、高度和馬赫數(shù)飛行。通過垂直陀螺儀得到飛機(jī)目前的飛行數(shù)據(jù),經(jīng)放大器、舵機(jī)使飛機(jī)自動飛行,關(guān)于該控制系統(tǒng)回答以下問題:
(1)該控制系統(tǒng)屬于　　　　控制(在①開環(huán);②閉環(huán)中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　　　”處。請?zhí)钚蛱?填文字內(nèi)容不給分,以下小題類同);?
(2)該控制系統(tǒng)的被控對象是　　　　(在①舵機(jī);②垂直陀螺儀;③飛機(jī)中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　　　”處)。?
答案　(1)②　(2)③
解析　本題考查控制系統(tǒng)的組成及控制方式。該系統(tǒng)能夠控制飛機(jī)按照設(shè)定的參數(shù)飛行,因此屬于閉環(huán)控制,被控對象為飛機(jī)。
19.(2017浙江紹興模擬,14(1)(2),4分)如圖所示為某奶粉干燥系統(tǒng)原理圖,其工作過程為:熱敏元件測量出干燥器的出口溫度反饋到放大器,與給定的溫度相比較,產(chǎn)生的偏差信號經(jīng)可控硅控制的電動機(jī)操縱空氣閥門,改變冷熱空氣的比例,從而把干燥器內(nèi)的溫度控制在給定溫度范圍內(nèi)。請根據(jù)原理圖和描述,完成以下任務(wù):
(1)該干燥系統(tǒng)的控制手段和控制方式分別屬于　　　　、　　　　(在①機(jī)械控制;②電子控制;③開環(huán)控制;④閉環(huán)控制中選擇合適的選項(xiàng),將序號填寫在“　　　　”處);?
(2)該控制系統(tǒng)的執(zhí)行器和被控對象分別是　　　　、　　　　(在①可控硅;②空氣閥門;③熱交換器;④放大器;⑤干燥室中選擇合適的選項(xiàng),將序號填寫在“　　　　”處)。?
答案　(1)②　④　(2)②　⑤
解析　本題考查控制系統(tǒng)的組成及控制手段和方式。該系統(tǒng)利用電路將干燥室內(nèi)的溫度自動控制在給定溫度范圍內(nèi),因此屬于電子控制、閉環(huán)控制。干燥室為被控對象,空氣閥門為執(zhí)行器。
20.(2017浙江衢麗湖舟聯(lián)考,14(1)(2),3分)如圖所示為某汽車門禁系統(tǒng)示意圖。車門把手①內(nèi)的傳感器一旦檢測到有物體靠近,主控單元②通過低頻天線③發(fā)送一個喚醒信號,該信號激活車主身上的汽車鑰匙發(fā)送器④,汽車鑰匙發(fā)送器與RFID接收器⑤交換信息,如果信息與主控單元②內(nèi)置信息匹配,汽車門鎖打開。請完成以下任務(wù):
(1)該系統(tǒng)的控制手段和控制方式分別屬于　　　　和　　　　(在①手動控制;②自動控制;③開環(huán)控制;④閉環(huán)控制中選擇合適的選項(xiàng),將序號填寫在“　　　　”處);?
(2)該系統(tǒng)的被控對象是　　　　(在①汽車鑰匙;②汽車門鎖;③車主;④RFID接收器中選擇合適的選項(xiàng),將序號填寫在“　　　　”處)。?
答案　(1)②　③　(2)②
解析　本題考查控制系統(tǒng)的組成及控制手段和方式。該控制系統(tǒng)的目的是通過傳感器測距來打開門鎖,進(jìn)一步得出其輸出量為開車門鎖,其輸入量為測距信號。輸入量和輸出量類型不同,不能進(jìn)行反饋比較,所以為開環(huán)控制系統(tǒng),且很明顯其控制過程是自動完成的,為自動控制。輸出量為開車門鎖,則被控對象就是汽車門鎖。
21.(2017浙江寧波十校聯(lián)考,14(1)(2),4分)如圖所示是小通家裝在廚房的天然氣報(bào)警設(shè)備,它的工作原理是:當(dāng)氣敏傳感器檢測到廚房的天然氣濃度超過設(shè)定值時,滾屏上的狀態(tài)顯示異常,報(bào)警器開始報(bào)警,風(fēng)扇轉(zhuǎn)動換氣,直至天然氣濃度下降到設(shè)定值,報(bào)警器停止報(bào)警,風(fēng)扇停止轉(zhuǎn)動,滾屏上的狀態(tài)顯示正常。
(1)該天然氣報(bào)警設(shè)備中風(fēng)扇排氣控制屬于　　　　;廚房中天然氣濃度控制屬于　　　　(在①開環(huán)控制;②閉環(huán)控制中選擇合適的選項(xiàng)填在“　　　　”處);?
(2)滾屏上顯示的是控制系統(tǒng)的　　　　,滾屏是控制系統(tǒng)的　　　　(在①輸入量;②輸出量;③控制量;④被控對象;⑤執(zhí)行器中選擇合適的選項(xiàng)填在“　　　　”處)。?
答案　(1)①　②　(2)②　④
解析　(1)本題考查控制系統(tǒng)的控制方式。風(fēng)扇排氣控制的被控對象為風(fēng)扇,系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的是對風(fēng)扇的開關(guān)控制,因此屬于開環(huán)控制;廚房中天然氣濃度控制的被控對象為廚房中的天然氣,系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的是將天然氣濃度控制在設(shè)定值,因此屬于閉環(huán)控制。
(2)本題考查控制系統(tǒng)的組成分析。滾屏作為顯示控制的被控對象,其顯示的內(nèi)容是該控制系統(tǒng)的輸出量。
22.(2017浙江寧波模擬,14(1),2分)如圖所示是一款光電煙霧報(bào)警器,內(nèi)有一個光學(xué)迷宮,安裝有紅外對管,無煙時紅外接收管收不到紅外發(fā)射管發(fā)出的紅外光,當(dāng)煙塵進(jìn)入光學(xué)迷宮時,通過折射、反射,接收管接收到紅外光,智能報(bào)警電路判斷是否超過閾值,如果超過則蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲。
該控制系統(tǒng)的控制方式為　　　　,控制系統(tǒng)的輸出量(被控量)是　　　　(在①開環(huán)控制;②閉環(huán)控制;③閾值;④報(bào)警聲中選擇合適的選項(xiàng),將序號填寫在“　　　　”處)。?
答案　①　④
解析　本題考查控制系統(tǒng)的控制方式與組成。該系統(tǒng)能夠?qū)Τ^閾值的煙霧濃度進(jìn)行報(bào)警,因此屬于開環(huán)控制,輸出量為報(bào)警聲。
23.(2017浙江溫州模擬,14(1)(2),4分)如圖所示為胎壓監(jiān)測系統(tǒng)示意圖,安裝在輪胎里的傳感器測量輪胎的氣壓,并利用無線發(fā)射器將壓力信息送到中央處理器,將實(shí)際胎壓與正常胎壓設(shè)定值進(jìn)行比較,當(dāng)實(shí)際胎壓過高或過低時,汽車?yán)劝l(fā)出警報(bào)聲,同時,車載顯示器顯示輪胎氣壓異常信號。請根據(jù)示意圖和描述,完成以下任務(wù):
(1)該系統(tǒng)的控制手段與控制方式分別是　　　　和　　　　(在①人工控制;②自動控制;③開環(huán)控制;④閉環(huán)控制中選擇合適的選項(xiàng),將序號填寫在“　　　　”處);?
(2)該控制系統(tǒng)的輸出量及控制器分別是　　　　和　　　　(在①實(shí)際胎壓;②汽車?yán)鹊木瘓?bào)聲及車載顯示器顯示的信號;③正常胎壓設(shè)定值;④中央處理器;⑤汽車?yán)嚷暭败囕d顯示器;⑥無線發(fā)射器中選擇合適的選項(xiàng),將序號填寫在“　　　　”處)。?
答案　(1)②　③　(2)②　④
解析　本題主要考查控制系統(tǒng)的組成及控制手段和方式。
(1)該控制系統(tǒng)的目的是通過檢測胎壓來控制喇叭報(bào)警,進(jìn)一步得出其輸出量為報(bào)警聲,其輸入量為胎壓信號。輸入量和輸出量類型不同,不能進(jìn)行反饋比較,所以其為開環(huán)控制系統(tǒng),且很明顯其控制過程是自動完成的,為自動控制。
(2)如前面分析,輸出量為報(bào)警聲及車載顯示器顯示的信號。中央處理器負(fù)責(zé)判斷決策,為控制器。
24.(2017浙江新高考聯(lián)盟期始考,14(1)(2),4分)洲際彈道導(dǎo)彈是一種無人駕駛的無翼飛行器,以慣性制導(dǎo)為主。慣性制導(dǎo)(inertial guidance)是利用陀螺儀和加速度表組成的慣性測量裝置測量導(dǎo)彈的運(yùn)動參數(shù),控制其按預(yù)定路線飛行的一種制導(dǎo)方式。整個制導(dǎo)系統(tǒng)由慣性測量裝置、計(jì)算機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成。慣性測量裝置測出導(dǎo)彈運(yùn)動參數(shù),計(jì)算機(jī)根據(jù)實(shí)時測得的數(shù)據(jù)、發(fā)射前輸入的初始條件和重力影響等數(shù)據(jù),算出導(dǎo)彈的實(shí)際飛行速度、航向、姿態(tài)和坐標(biāo),并將這些數(shù)據(jù)與制導(dǎo)程序要求的預(yù)定值進(jìn)行比較,根據(jù)偏差值輸出相應(yīng)的制導(dǎo)指令,執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)制導(dǎo)指令控制導(dǎo)彈沿正確的路線飛行。請根據(jù)示意圖和描述,完成以下任務(wù):
(1)該制導(dǎo)系統(tǒng)的控制手段和控制方式分別屬于　　　　和　　　　(在①手動控制;②自動控制;③開環(huán)控制;④閉環(huán)控制中選擇合適的選項(xiàng),將序號填寫在“　　　　”處);?
(2)該控制系統(tǒng)的控制器和被控對象分別是　　　　和　　　　(在①陀螺儀;②計(jì)算機(jī);③加速度表;④洲際導(dǎo)彈中選擇合適的選項(xiàng),將序號填寫在“　　　　”處)。?
答案　(1)②　④　(2)②　④
解析　本題考查控制系統(tǒng)的組成分析。該系統(tǒng)能夠自動控制導(dǎo)彈按照預(yù)定路線飛行,屬于自動控制、閉環(huán)控制,控制器為計(jì)算機(jī),被控對象為洲際導(dǎo)彈。
25.(2017浙江溫州十校聯(lián)考,14(1)(2)(3)(4),5分)如圖所示是空氣能熱水器控制系統(tǒng)。其工作過程是:溫度傳感器檢測儲水箱中的水溫,把信號反饋給微電腦控制器,與設(shè)定的溫度值進(jìn)行比較,達(dá)到設(shè)定的溫度值時,控制器控制蒸發(fā)器、壓縮機(jī)關(guān)閉。請回答下列問題:
(1)該定量控制系統(tǒng)的控制方式屬于　　　　(在①閉環(huán)控制;②開環(huán)控制中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　　　”處);?
(2)溫度傳感器在該控制系統(tǒng)中屬于　　　　(在①輸入處理裝置;②檢測反饋裝置中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　　　”處);?
(3)該控制系統(tǒng)的執(zhí)行器與控制量分別是　　　　、　　　　(在①微電腦控制器;②蒸發(fā)器、壓縮機(jī);③熱量;④溫度值中選擇合適的選項(xiàng),將序號填寫在“　　　　”處);?
(4)溫度傳感器應(yīng)該安裝在　　　　里(在①膨脹閥;②蒸發(fā)器;③儲水箱中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　　　”處)。?
答案　(1)①　(2)②　(3)②　③　(4)③
解析　(1)本題考查控制系統(tǒng)的控制方式。該系統(tǒng)能對水箱中的水的溫度實(shí)現(xiàn)穩(wěn)恒控制,因此屬于閉環(huán)控制系統(tǒng),選擇①項(xiàng)。
(2)(3)題考查控制系統(tǒng)的組成。該系統(tǒng)中,溫度傳感器為檢測反饋裝置,微電腦控制器為控制器,蒸發(fā)器、壓縮機(jī)為執(zhí)行器,蒸發(fā)器、壓縮機(jī)產(chǎn)生的熱量為控制量。
(4)本題考查控制的過程分析。該系統(tǒng)要控制儲水箱中的水溫,因此溫度傳感器應(yīng)放置在儲水箱中。
26.(2016浙江高中聯(lián)盟模擬,14,5分)如圖所示是某飲料灌裝定量控制系統(tǒng)。其工作過程是:接通電源后,電機(jī)抽取原料向飲料罐輸送,流速計(jì)測得管內(nèi)流速將信號傳遞給定量控制箱,定量控制箱根據(jù)實(shí)際流速和設(shè)定的流量計(jì)算出電磁閥開啟時間,時間一到,定量控制箱控制電磁閥關(guān)閉。請根據(jù)控制系統(tǒng)圖及上述說明,回答下列問題:
(1)該定量控制系統(tǒng)的控制方式屬于　　　　(在①閉環(huán)控制;②開環(huán)控制中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　　　”處);?
(2)流速計(jì)在該控制系統(tǒng)中屬于　　　　(在①輸入處理裝置;②檢測反饋裝置中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　　　”處);?
(3)該定量控制系統(tǒng)中的控制器是　　　　　(在“　　　”處填入相應(yīng)內(nèi)容);?
(4)該系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時,根據(jù)實(shí)際流速、設(shè)定流量、飲料罐換裝時間等建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行研究,為確定電磁閥開閉時間提供依據(jù),這體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的　　　　原則(在“　　　　”處填入相應(yīng)內(nèi)容);?
(5)該控制系統(tǒng)現(xiàn)在需要灌裝更大容量的飲料罐,下列采取的措施中你認(rèn)為合理的是　　　　(在①增大儲蓄罐容量;②提高電機(jī)動力;③增大儲蓄罐與飲料罐高度差;④改變流量設(shè)定值中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　　　　”處)。?
答案　(1)②　(2)①　(3)定量控制箱　(4)科學(xué)性　(5)④
解析　本題主要考查控制系統(tǒng)以及系統(tǒng)分析等。
真題再現(xiàn)
1.(2017浙江11月選考,10,2分)如圖所示是三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)示意圖。系統(tǒng)通過改變交流電的頻率來改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。通過觸摸屏設(shè)定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速,變頻調(diào)速器將50 Hz的交流電轉(zhuǎn)變成與設(shè)定轉(zhuǎn)速相對應(yīng)頻率的交流電,驅(qū)動電動機(jī)轉(zhuǎn)動;裝在電動機(jī)軸上的測速發(fā)電機(jī)隨電動機(jī)一起轉(zhuǎn)動并發(fā)電;PLC根據(jù)測速發(fā)電機(jī)的電流大小,判斷電動機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速與設(shè)定轉(zhuǎn)速之間的差值,向變頻調(diào)速器發(fā)出指令,改變驅(qū)動電流的頻率。下列關(guān)于該控制系統(tǒng)的分析中正確的是(　　)
A.執(zhí)行器是電動機(jī)
B.控制器是變頻調(diào)速器
C.輸出量是測速發(fā)電機(jī)的電流信號
D.控制量是變頻調(diào)速器輸出的電流頻率
答案　D　本題考查控制系統(tǒng)的組成。該系統(tǒng)的執(zhí)行器是變頻調(diào)速器,因此D項(xiàng)正確,A、B項(xiàng)錯誤;系統(tǒng)的輸出量是電動機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速,因此C項(xiàng)錯誤。
2.(2016浙江10月選考,10,2分)如圖所示的空氣壓縮機(jī),當(dāng)儲氣罐內(nèi)的壓縮空氣排放到一定程度時,壓力開關(guān)自動接通電源,電機(jī)帶動氣泵運(yùn)轉(zhuǎn),向儲氣罐補(bǔ)充壓縮空氣,使儲氣罐內(nèi)的氣壓保持在設(shè)定范圍內(nèi)。下列關(guān)于該壓縮機(jī)的氣壓控制系統(tǒng)的分析中,正確的是(　　)
A.控制方式屬于開環(huán)控制
B.輸入量是電能
C.控制量是氣泵輸出的空氣流量
D.輸出量是儲氣罐內(nèi)的壓縮空氣
答案　C　本題考查控制的手段及控制系統(tǒng)的組成。該系統(tǒng)能“使儲氣罐內(nèi)的氣壓保持在設(shè)定范圍內(nèi)”,應(yīng)為閉環(huán)控制系統(tǒng),輸入量是設(shè)定氣壓值,輸出量是實(shí)際氣壓值,執(zhí)行器是氣泵,因此控制量為氣泵輸出的空氣流量,因此C項(xiàng)正確,A、B、D項(xiàng)錯誤。
3.(2016浙江4月選考,10,2分)根據(jù)消防要求,倉庫、圖書館等場所都要安裝火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)。當(dāng)煙霧探測器檢測到的煙霧濃度超過設(shè)定值時,電子開關(guān)被接通,報(bào)警器發(fā)出聲光信號進(jìn)行報(bào)警。關(guān)于該報(bào)警控制系統(tǒng),以下說法中正確的是(　　)
A.輸出量是有無聲光信號
B.被控對象是倉庫、圖書館等場所
C.控制器是電子開關(guān)
D.反饋裝置是煙霧探測器
答案　A　本題考查控制系統(tǒng)的組成。該系統(tǒng)為報(bào)警控制系統(tǒng),屬于開環(huán)控制,煙霧探測器檢測到的煙霧濃度為輸入量,控制電路為控制器,電子開關(guān)為執(zhí)行器,報(bào)警器為被控對象,聲光報(bào)警信號為輸出量,系統(tǒng)中不存在反饋,因此A項(xiàng)正確,B、C、D項(xiàng)錯誤。
4.(2016浙江10月選考,14(1)(3),2分)如圖所示是一款可伸縮的防雨晾衣裝置示意圖。晾衣時按動開關(guān),電機(jī)帶動滑輪轉(zhuǎn)動,將晾衣桿連同衣物移到室外,下雨時,傳感器檢測到信號后,電機(jī)帶動滑輪反向轉(zhuǎn)動,將晾衣桿和衣物收回室內(nèi)。請根據(jù)示意圖和描述,完成以下任務(wù):
(1)該裝置防雨控制的手段屬于　　　 (在①手動控制;②自動控制中選擇合適的選項(xiàng),將序號填寫在“　　　”處);?
(3)該系統(tǒng)的執(zhí)行器是　　　 (在①晾衣桿;②電機(jī);③開關(guān)中選擇合適的選項(xiàng),將序號填寫在“　　　”處)。?
答案　(1)②　(3)②
解析　本題考查控制的手段及控制系統(tǒng)的組成分析。(1)該系統(tǒng)能自動完成控制目的,無需人的全程干預(yù),因此為自動控制。(3)系統(tǒng)中操控被控對象晾衣桿的裝置是電機(jī),因此電機(jī)是執(zhí)行器。
課件65張PPT。
第1節(jié)　控制與控制系統(tǒng)
一 控制的手段和應(yīng)用二 控制系統(tǒng)的基本概念三 開環(huán)控制系統(tǒng)教材研讀四 閉環(huán)控制系統(tǒng)突破一 開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的判斷突破二 簡單控制系統(tǒng)的工作過程分析重難突破一、控制的手段和應(yīng)用1.控制的含義
人們按照自己的意愿或目的,通過一定的手段,使事物向期望的目標(biāo)發(fā)展,這就是控制。2.構(gòu)成控制的三要素
控制的對象是什么、控制要達(dá)到什么目的和采取什么控制手段。3.對構(gòu)成控制的三要素的理解4.控制的手段
(1)按控制過程中人工干預(yù)的情形分:
人工控制:控制的過程是在人的直接干預(yù)和全程干預(yù)下進(jìn)行。
自動控制:在無人直接參與的情況下,使事物的變化準(zhǔn)確地按照期望的方向進(jìn)行。
(2)按執(zhí)行機(jī)構(gòu)的不同分:機(jī)械控制、氣動控制、液壓控制、電子控制等。5.控制的應(yīng)用
(1)控制在生活中的應(yīng)用
控制應(yīng)用到生活中,提高了人們的生活質(zhì)量,人們能夠在一定程度上按照自己的意愿改變周圍的環(huán)境,使之能滿足人們的需要。
(2)控制在生產(chǎn)中的應(yīng)用
生產(chǎn)中往往需要對溫度、濕度、壓力、速度及加工動作等進(jìn)行控制。
(3)控制在軍事、航天等領(lǐng)域也有著廣泛應(yīng)用。二、控制系統(tǒng)的基本概念
1.控制系統(tǒng)的含義
任何一種控制的實(shí)現(xiàn),都要通過若干個環(huán)節(jié)共同實(shí)現(xiàn),這些環(huán)節(jié)所涉及的裝置就構(gòu)成了一個系統(tǒng),稱為控制系統(tǒng)。2.控制系統(tǒng)的輸入與輸出
(1)輸入量:控制系統(tǒng)的啟動信號。
(2)輸出量:控制系統(tǒng)所要控制的信號,即控制的目的。3.控制系統(tǒng)的分類
開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)和復(fù)合控制系統(tǒng)。4.控制系統(tǒng)的方框圖
在控制系統(tǒng)中,為了分析的方便,常采用方框來表示系統(tǒng)的環(huán)節(jié),用單向信號線來表示系統(tǒng)信號傳遞的方向,這種圖稱為控制系統(tǒng)的方框圖。三、開環(huán)控制系統(tǒng)
1.開環(huán)控制系統(tǒng)的含義
控制系統(tǒng)的輸出量對系統(tǒng)的控制沒有任何影響,這種控制系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。2.開環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖
輸入量?控制器?執(zhí)行器?被控對象?輸出量3.開環(huán)控制系統(tǒng)各部分的作用
(1)被控對象:控制系統(tǒng)中所要求控制的裝置或生產(chǎn)過程。
(2)控制器:對輸入信號進(jìn)行處理并發(fā)出命令的裝置或元件。
(3)執(zhí)行器:直接對被控對象進(jìn)行控制的裝置或元件。
(4)控制量:執(zhí)行器的輸出信號。四、閉環(huán)控制系統(tǒng)
1.閉環(huán)控制系統(tǒng)的含義
系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對控制過程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。2.閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖
? 3.閉環(huán)控制系統(tǒng)各部分的作用
(1)給定量:即輸入量。
(2)被控量:即輸出量。
(3)檢測裝置:檢測出被控量并返回到系統(tǒng)的輸入端。
(4)比較器:將給定量與所檢測的被控量進(jìn)行比較,求出偏差值。1.(2016浙江3月學(xué)考,19,3分)某學(xué)校鈴聲控制系統(tǒng)的工作過程是:電腦根據(jù)設(shè)定的時間順序,發(fā)出電信號給功率放大器,使音箱發(fā)出鈴聲。關(guān)于該控制系統(tǒng)的說法中,不正確的是?(　D　)
A.控制器是電腦
B.執(zhí)行器是功率放大器
C.被控對象是音箱
D.輸出量是功率放大器發(fā)出的電信號 解析　本題考查控制系統(tǒng)的組成分析。該系統(tǒng)的控制目的是使音箱發(fā)出鈴聲,因此鈴聲是系統(tǒng)的輸出量,D項(xiàng)符合題意。2.(2015浙江9月學(xué)考,20,3分)如圖所示是一款自動伸縮式遮陽篷的示意圖,當(dāng)傳感器檢測到雨水、陽光時,將感應(yīng)信號發(fā)送給控制器,啟動電機(jī)展開遮陽篷。關(guān)于該控制系統(tǒng),下列說法中不正確的是?(　B　)
A.輸入量是雨水、陽光信號B.控制量是前桿的位移量
C.執(zhí)行器是電機(jī)　????
D.被控對象是遮陽篷 解析　本題考查控制系統(tǒng)的組成分析。該控制系統(tǒng)為開環(huán)控制系統(tǒng),傳感器接收到的雨水、陽光信號作為輸入量,經(jīng)控制器后啟動執(zhí)行器電機(jī),從而帶動被控對象(遮陽篷)展開或放下。控制量是指執(zhí)行器的輸出信號,即電機(jī)的轉(zhuǎn)動量,而非前桿的位移量,因此B項(xiàng)符合題意。3.(2015浙江3月學(xué)考,19,3分)如圖所示為公共廁所人體感應(yīng)自動供水系統(tǒng)示意圖。當(dāng)探頭檢測到有人進(jìn)入廁所,控制器控制電磁閥打開,向水箱供水。該供水控制系統(tǒng)的執(zhí)行器是?(　D　)A.水箱　　B.進(jìn)水閥 C.探頭　　D.電磁閥 解析　本題考查控制系統(tǒng)的組成分析。該系統(tǒng)的控制目的是向水箱供水,決定水是否流向水箱的裝置為執(zhí)行器,根據(jù)材料所述,應(yīng)為電磁閥,因此D項(xiàng)符合題意。4.如圖所示是某同學(xué)設(shè)計(jì)的自動干手器原理示意圖,當(dāng)手靠近傳感器時,傳感器將感應(yīng)信號發(fā)送給控制器,控制器控制繼電器閉合,電吹風(fēng)開始工作。若將電吹風(fēng)看做被控對象,則執(zhí)行器是?????(　C　)
?
A.傳感器　 　B.控制器 C.繼電器 　　D.插頭 解析　本題考查控制系統(tǒng)的組成分析。自動干手器工作過程是開環(huán)控制系統(tǒng),輸入量是手的感應(yīng)信號,控制器經(jīng)過信號處理向繼電器發(fā)出指令,繼電器閉合則電吹風(fēng)工作。因此C項(xiàng)正確。5.要設(shè)計(jì)水箱水位的閉環(huán)控制系統(tǒng),下列器材中,適合用做檢測裝置的是?(　D　)
? 解析　本題考查控制系統(tǒng)的組成分析。水箱水位的閉環(huán)控制系統(tǒng),被控量是水箱實(shí)際水位,給定量是設(shè)定水位,檢測裝置必須能檢測水位,所以必須選擇水位傳感器。因此D項(xiàng)正確。6.(2016浙江3月學(xué)考,28(1),4分)如圖所示是智能車位引導(dǎo)系統(tǒng)示意圖。該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確、快速引導(dǎo)駕駛員到達(dá)空余車位,其工作過程是:中央處理器接收到超聲波車位探測器探測的車位信息,經(jīng)過處理后控制信息發(fā)布器把空余車位信息通過引導(dǎo)屏和車位指示燈顯示出來。根據(jù)示意圖及其描述,請回答下列問題。根據(jù)上述描述,分析該車位引導(dǎo)系統(tǒng)的控制過程,在方框圖中“　　????????”處填寫相應(yīng)的內(nèi)容。
①?車位信息（超聲波車位探測器探測的車位信息） 　　　②??中央處理器???
　　③??信息發(fā)布器?? 　　　引導(dǎo)屏和車位指示燈　　④?空余車位信息??解析　本題考查控制系統(tǒng)的組成分析。該系統(tǒng)能根據(jù)探測器探測的車位信息,使顯示屏和車位指示燈顯示空余車位信息,控制器為中央處理器,執(zhí)行器為信息發(fā)布器。7.(2015浙江9月學(xué)考,28(1),4分)如圖所示的隧道內(nèi)設(shè)置有通風(fēng)控制系統(tǒng),用于調(diào)節(jié)隧道內(nèi)的空氣質(zhì)量和能見度。當(dāng)檢測裝置測出隧道內(nèi)的煙霧濃度值超過設(shè)定值時,控制器控制電機(jī)帶動風(fēng)葉運(yùn)轉(zhuǎn),改善隧道內(nèi)的空氣質(zhì)量和能見度。請回答問題:
?根據(jù)上述描述,分析該系統(tǒng)的控制過程,在方框圖中“　　　????”處填寫相應(yīng)的內(nèi)容。①?檢測裝置測得的煙霧濃度值（或檢測信號） 　　控制器　　　
②??電機(jī)???　　③??風(fēng)葉?? 　　　④?風(fēng)葉運(yùn)轉(zhuǎn)（或風(fēng)葉轉(zhuǎn)動、運(yùn)行、旋轉(zhuǎn)）解析　本題考查控制系統(tǒng)的組成分析。根據(jù)方框圖,該控制系統(tǒng)為開環(huán)控制系統(tǒng),檢測裝置測得的煙霧濃度作為輸入量,控制器啟動執(zhí)行器電機(jī),帶動被控對象風(fēng)葉轉(zhuǎn)動。8.如圖所示是某倉儲運(yùn)貨工作示意圖,運(yùn)貨車的工作過程是:當(dāng)傳感器檢測到車上的載貨量達(dá)到設(shè)定值時,控制電路控制電機(jī)轉(zhuǎn)動,車駛向卸貨平臺;當(dāng)車上的限位開關(guān)接觸到卸貨平臺,電機(jī)停止轉(zhuǎn)動,車停下等待卸貨;當(dāng)傳感器檢測到貨物被卸,電機(jī)反向轉(zhuǎn)動,車返回裝貨平臺。請回答下題,在“　　　????”處填寫相應(yīng)的內(nèi)容。(1)該運(yùn)貨車的控制方式屬于　 ② ????(在①閉環(huán)控制;②開環(huán)控制中選擇一項(xiàng),填寫序號);
(2)該運(yùn)貨車的控制手段屬于　 ② ????(在①手動控制;②自動控制中選
擇一項(xiàng),填寫序號)。解析　(1)本題考查控制系統(tǒng)的類型。信號是單方向傳送的,這里的傳感器是檢測輸入量的,并不形成反饋,所以是開環(huán)控制。
(2)本題考查控制手段的類型。運(yùn)貨車是否工作完全取決于車上載貨量,整個過程沒人參與其中,所以是自動控制。9.如圖所示是液體原料定量控制系統(tǒng)。其工作過程是:流量計(jì)檢測到流出的液體原料流量值,把信號反饋給控制器,與設(shè)定的流量值進(jìn)行比較,達(dá)到設(shè)定的流量值時,控制器控制桶泵關(guān)閉。請回答問題。該控制系統(tǒng)的檢測裝置與被控量分別是　流量計(jì)??、?流出的液體原料流量實(shí)際值?(在“　　　????”處填寫相應(yīng)的內(nèi)容)。解析　本題考查控制系統(tǒng)的組成分析。該系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng),控制目的是控制液體原料的流量,因此被控量是流出的液體原料流量實(shí)際值,檢測裝置是檢測液體原料流量的流量計(jì)。突破一　開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的判斷1.開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的判斷方法2.說明
判斷反饋是否存在要抓住三點(diǎn):(1)是否有檢測裝置;(2)是否檢測輸出量;(3)是否與給定值比較。由于開環(huán)控制系統(tǒng)中有時也會有檢測某一信號的裝置,因此判斷的關(guān)鍵在于找準(zhǔn)系統(tǒng)的輸出量,判斷檢測裝置是否檢測輸出量。例1????(2016浙江4月選考,14(1),2分)如圖所示為車間溫度控制系統(tǒng)示意圖。當(dāng)傳感器檢測到室內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定值的上限時,控制器發(fā)出信號,接通水泵和風(fēng)機(jī)電源,水泵向進(jìn)氣窗輸送冷卻水形成水簾,風(fēng)機(jī)將室內(nèi)的空氣排出,室外的空氣通過水簾降溫后進(jìn)入室內(nèi),降低室內(nèi)溫度。當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定值的下限時,斷開水泵和風(fēng)機(jī)電源。請根據(jù)示意圖和描述,完成以下任務(wù):該系統(tǒng)的控制手段和控制方式分別屬于　 ② ????和　 ④ ????(在①手動控制;②自動控制;③開環(huán)控制;④閉環(huán)控制中選擇合適的選項(xiàng),將序號填寫在“　　????”處)。解析　本題考查控制手段和控制方式。該系統(tǒng)的控制目的是調(diào)節(jié)車間的溫度,傳感器能檢測室內(nèi)溫度并與設(shè)定值比較,因此系統(tǒng)存在反饋,屬于閉環(huán)控制。控制過程不需要人直接參與,因此屬于自動控制。1-1　如圖所示是一款測量耳溫的溫度計(jì)。它有一個聲光警報(bào)裝置,當(dāng)測得的溫度高于37.5℃時,就會發(fā)出嘟嘟聲并閃爍。這個溫度報(bào)警控制系統(tǒng)的控制手段和方式屬于?(　B　)
?A.機(jī)械控制、開環(huán)控制　　
B.電子控制、開環(huán)控制
C.機(jī)械控制、閉環(huán)控制　　
D.電子控制、閉環(huán)控制 解析　本題考查對控制手段和控制系統(tǒng)工作方式的判斷。該控制系統(tǒng)需要將溫度信號轉(zhuǎn)化為聲音和光信號,同時還有電子顯示屏顯示溫度,這都是由電子元件完成的,因此為電子控制;控制系統(tǒng)的輸出量是聲音和光信號,而檢測元件檢測的是耳部溫度,不是檢測系統(tǒng)的輸出量,因此不存在反饋,是開環(huán)控制系統(tǒng)。1-2????如圖所示為一款具有保溫功能的電水壺,按下保溫按鈕,能將水溫保持在設(shè)定值,該保溫控制系統(tǒng)的控制手段和控制方式屬于(　A　)
?
A.自動控制、閉環(huán)控制　　B.自動控制、開環(huán)控制
C.手動控制、閉環(huán)控制　　D.手動控制、開環(huán)控制 解析　本題考查控制手段及控制系統(tǒng)的類型。此控制系統(tǒng)在控制過程中無人參與,所以是自動控制,又因?yàn)殡娝畨鼐哂斜毓δ?即壺內(nèi)水的溫度保持在設(shè)定溫度范圍內(nèi),故是閉環(huán)控制系統(tǒng)。因此A項(xiàng)正確。突破二　簡單控制系統(tǒng)的工作過程分析例2????(2017浙江4月選考,9,2分)如圖所示為滑臺的運(yùn)動系統(tǒng)示意圖,由電機(jī)控制子系統(tǒng)和機(jī)械傳動子系統(tǒng)組成。在電機(jī)控制子系統(tǒng)中,傳感器檢測電機(jī)的轉(zhuǎn)動角度,并反饋到控制裝置與設(shè)定值比較,控制裝置根據(jù)偏差值發(fā)出運(yùn)動信號,驅(qū)動器將運(yùn)動信號轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的電流驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動,在機(jī)械傳動子系統(tǒng)中,電機(jī)帶動絲桿轉(zhuǎn)動,絲桿通過螺母驅(qū)動滑臺移動。系統(tǒng)根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)動角度和絲桿的螺紋間距計(jì)算出滑臺移動的距離,從而實(shí)現(xiàn)對滑臺位置的間接控制。電機(jī)控制子系統(tǒng)的執(zhí)行器是?(　　)A.驅(qū)動器　　 B.控制裝置　 C.電機(jī)　 　D.絲桿答案????A解析　本題考查控制系統(tǒng)的組成。電機(jī)控制子系統(tǒng)的被控對象是電機(jī),根據(jù)題中所述,驅(qū)動器驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動,因此驅(qū)動器是執(zhí)行器,A項(xiàng)正確。2-1　如圖所示的抽屜,每次拉開,抽屜內(nèi)的LED燈會自動點(diǎn)亮30秒。該LED燈自動開關(guān)控制系統(tǒng)的輸出量是?(　D　)
?
A.房間的亮度　　 B.抽屜的開或關(guān)
C.設(shè)定的亮燈時間　　D.燈的亮或滅 解析　本題考查控制系統(tǒng)的組成分析。該系統(tǒng)的控制目的是使抽屜內(nèi)的LED燈點(diǎn)亮,因此輸出量為燈的亮或滅,D項(xiàng)正確。例3????(2015浙江3月學(xué)考,28(1),4分)如圖所示是自動變速扶梯系統(tǒng)控制過程示意圖。無乘客時,扶梯緩慢運(yùn)行;當(dāng)乘客進(jìn)入檢測傳感器的檢測范圍時,控制器接收到傳感器的檢測信號,控制電動機(jī)和傳動裝置加速轉(zhuǎn)動,扶梯正常運(yùn)行。請回答下列問題:根據(jù)示意圖及描述,分析自動扶梯系統(tǒng)控制過程,在方框圖中“　　?????”處填寫相應(yīng)的內(nèi)容。①??檢測傳感器檢測到的乘客信號??　　 控制器　 ②??電動機(jī)和傳動裝置??
③??扶梯?? 　　　④??扶梯正常運(yùn)行??解析　本題考查控制系統(tǒng)的組成分析。該系統(tǒng)是控制扶梯正常運(yùn)行的開環(huán)控制系統(tǒng),根據(jù)信號傳輸?shù)倪^程,系統(tǒng)各部分依次運(yùn)轉(zhuǎn),因此輸入量①為檢測傳感器檢測到的乘客信號,執(zhí)行器②為電動機(jī)和傳動裝置,被控對象③為扶梯,輸出量④為扶梯正常運(yùn)行。2-2　圖甲是禽蛋孵化恒溫箱,圖乙是該孵化恒溫箱的溫度自動控制原理圖。剛接通電源時,由于恒溫箱內(nèi)溫度低于設(shè)定溫度(20~50℃),溫度傳感器向電子控制器傳遞孵化箱內(nèi)的低溫信息,電子控制器即向孵化箱內(nèi)的加熱管輸送220 V的交流電壓,加熱管發(fā)熱升溫。當(dāng)達(dá)到設(shè)定溫度50℃時,溫度傳感器向電子控制器傳遞孵化箱內(nèi)的高溫信息,電子控制器自動切斷加熱管上的工作電壓,加熱管停止發(fā)熱。當(dāng)箱內(nèi)溫度降低至20℃時,加熱管再發(fā)熱。如此循環(huán),使恒溫箱內(nèi)的溫度保持在設(shè)定的孵化恒溫溫度。請將控制系統(tǒng)方框圖補(bǔ)充完整(在“　　　????”處填寫相應(yīng)的內(nèi)容);
　　　　圖甲　　　　　　　　圖乙 圖丙答案　①加熱管　②恒溫箱解析　本題考查對閉環(huán)控制系統(tǒng)各組成部分的分析。該控制系統(tǒng)的名稱為孵化恒溫箱的溫度自動控制系統(tǒng),因此其被控對象②為恒溫箱;控制系統(tǒng)的執(zhí)行器是指直接對被控對象進(jìn)行控制的裝置或元件,根據(jù)題干信息可得,加熱管發(fā)熱引起恒溫箱的溫度升高,因此執(zhí)行器①為加熱管。2-3　如圖所示是杭州綠色建筑科技館,集成了先進(jìn)的建筑節(jié)能技術(shù)系統(tǒng),其中包括:利用太陽能、風(fēng)能、氫能的發(fā)電系統(tǒng)以及利用電梯升降過程中的勢能進(jìn)行發(fā)電的系統(tǒng);雨水收集系統(tǒng);不需耗能的日光照明系統(tǒng);可以對空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)等進(jìn)行智能控制的系統(tǒng)。請回答問題:
?館中的窗戶可以自動開關(guān),當(dāng)館內(nèi)二氧化碳濃度超過設(shè)定值,控制電路控制液壓裝置開啟窗戶;當(dāng)館內(nèi)二氧化碳濃度低于設(shè)定值,則自動關(guān)閉窗戶。根據(jù)描述在窗戶的開關(guān)控制系統(tǒng)方框圖中“　　　????”處填寫相應(yīng)的內(nèi)容。
①　控制電路?????②　液壓裝置?????窗戶
③　窗戶的開啟與關(guān)閉　?? 解析　本題考查開環(huán)控制系統(tǒng)的組成分析。該控制系統(tǒng)為開環(huán)控制系統(tǒng),其工作過程為:二氧化碳濃度作為輸入量,由控制電路根據(jù)比較結(jié)果發(fā)出控制指令,液壓裝置帶動窗戶完成開啟或關(guān)閉的動作。2-4　如圖所示為某單位大門的控制系統(tǒng),具有門禁、對講和考勤功能。職工進(jìn)門時把手指放到指紋采集器中,經(jīng)門禁控制器識別后控制電鎖打開插銷,進(jìn)入大門后自動關(guān)閉,出門時,按出門按鈕,門禁控制器直接控制電鎖打開插銷,外來人員通過門鈴對講機(jī)與室內(nèi)人員聯(lián)系,考勤機(jī)根據(jù)指紋信息進(jìn)行考勤。請針對該系統(tǒng)回答以下問題:?
根據(jù)示意圖及描述,分析職工進(jìn)門時的系統(tǒng)控制過程,在“　　　????”中填寫相應(yīng)內(nèi)容。
①???指紋信息???→門禁控制器→ ②?電鎖??→ ③??插銷??→ 插銷打開解析　本題考查控制系統(tǒng)的組成分析。該控制系統(tǒng)為開環(huán)控制系統(tǒng),控制目的是根據(jù)指紋信息控制職工進(jìn)門。根據(jù)題干,①為輸入量,即指紋采集器采集到的職工指紋信息;②為執(zhí)行器,即電鎖;輸出量是插銷打開,可確定被控對象是插銷,即③為插銷。模擬演練
1.(2017浙江紹興11月模擬,10,2分)如圖所示為數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)控制圖,程序輸入數(shù)控系統(tǒng)后,MCU處理并輸出的脈沖信號來控制步進(jìn)電動機(jī)。它以變換脈沖信號來控制機(jī)床工作臺坐標(biāo)位移量和位移速度、方向。這種控制方式的最大特點(diǎn)是控制方便、結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜。該數(shù)控系統(tǒng)由于電機(jī)的老化及絲杠的磨損,容易出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況,因而位移精度不高。為了提高機(jī)床工作臺位置的控制精度,需要對該系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,下列措施中合理的是(　　)
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
A.
B.
C.
D.
答案　C　本題考查控制系統(tǒng)的優(yōu)化的實(shí)例分析。C項(xiàng)用速度傳感器檢測伺服電動機(jī)的速度,通過閉環(huán)控制解決由于電機(jī)老化帶來的運(yùn)行不穩(wěn)定的問題;用位置傳感器檢測工作臺的實(shí)際位置,通過閉環(huán)控制解決由于絲桿磨損帶來的位移精度不高的問題,因此C項(xiàng)符合題意。
2.(2017浙江紹興模擬,10,2分)如圖所示是一加熱爐的恒溫自動控制示意圖。以下關(guān)于該控制系統(tǒng)說法正確的是(　　)
A.該控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模擬了人的功能和行為,這種研究方法是黑箱方法
B.電熱絲在控制系統(tǒng)中的作用是檢測溫度并反饋
C.調(diào)低設(shè)定溫度或爐體隔熱性能不好會導(dǎo)致爐內(nèi)溫度降低,都是該控制系統(tǒng)的干擾因素
D.在加熱爐工作時,如果爐內(nèi)溫度大大超過了設(shè)定值,可能的原因是控制器損壞
答案　D　本題考查控制系統(tǒng)。控制器損壞可能導(dǎo)致系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo),出現(xiàn)爐內(nèi)溫度超過設(shè)定值的情況,因此D項(xiàng)正確。A項(xiàng)屬于功能模擬法,B項(xiàng)電熱絲的作用是執(zhí)行器,C項(xiàng)中“調(diào)低設(shè)定溫度”是改變輸入量,不屬于干擾,因此A、B、C項(xiàng)錯誤。
3.(2017浙江衢麗湖舟聯(lián)考,10,2分)如圖所示為一款賓館用的感應(yīng)式液壓自動餐爐。當(dāng)傳感器檢測到人靠近時,液壓裝置會自動打開爐蓋,方便客人查看或夾取食物,客人離開幾秒鐘后,爐蓋自動關(guān)閉,以保持食物的溫度與衛(wèi)生。以下關(guān)于該爐蓋開合控制系統(tǒng)的分析中正確的是(　　)
A.控制方式屬于閉環(huán)控制
B.傳感器可以選用熱敏傳感器
C.執(zhí)行器是液壓裝置
D.多人同時靠近為其干擾因素
答案　C　本題主要考查控制系統(tǒng)組成的分析。題中提到“以保持食物的溫度與衛(wèi)生”是一個嚴(yán)重干擾,這里的保持溫度不是說該控制系統(tǒng)具有對溫度的控制作用,它只是可以及時關(guān)爐蓋,使溫度盡量下降得慢一些而已。控制過程為通過檢測有人與否來控制爐蓋開關(guān),沒有反饋環(huán)節(jié),所以是開環(huán)控制,A錯。人靠近與否最好的判斷條件是距離,所以用位移傳感器最好,若用熱敏傳感器,一方面需要靠的極近才會有溫度上的變化,另一方面極容易受到爐內(nèi)食品溫度的干擾,B錯。人靠近與否,不在乎人的數(shù)量,都屬于輸入量,故D錯誤。
4.(2017寧波十校聯(lián)考,14(4),1分)如圖所示為汽車電動助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)示意圖。其工作原理是電子控制單元ECU根據(jù)扭矩傳感器檢測到的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角信號、汽車速度信號和汽車負(fù)載信號綜合確定轉(zhuǎn)向助力大小和方向,并控制電動機(jī)相應(yīng)轉(zhuǎn)動,電機(jī)作用于減速機(jī)構(gòu),減速機(jī)構(gòu)帶動轉(zhuǎn)向齒輪、轉(zhuǎn)向齒條和連接桿使車輪轉(zhuǎn)到相應(yīng)角度。請根據(jù)示意圖和描述,完成以下任務(wù):
下列屬于該系統(tǒng)干擾因素的是　　　(在①汽車剎車減速;②駕駛員猛打方向盤;③汽車進(jìn)入強(qiáng)力磁場地區(qū);④汽車駛過坑洼地帶中選擇合適的選項(xiàng),將序號填寫在“　　　”處)。?
答案　③④
解析　本題考查控制系統(tǒng)的干擾因素。強(qiáng)力磁場可能影響電子控制單元的工作,坑洼地帶可能改變車輪的角度,都屬于該控制系統(tǒng)的干擾因素。
5.(2017浙江金華聯(lián)考,14(3),1分)如圖是兩種不同的氣壓控制。圖甲是小型車載充氣泵,給輪胎充氣前預(yù)設(shè)一個胎壓值,充氣后胎壓達(dá)到預(yù)設(shè)值時,電機(jī)關(guān)閉,充氣結(jié)束。圖乙是空氣壓縮機(jī),當(dāng)儲氣罐內(nèi)氣壓低于2 atm(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)時,氣泵啟動,儲氣罐充氣;當(dāng)儲氣罐內(nèi)氣壓高于3 atm時,氣泵關(guān)閉,停止充氣。根據(jù)要求,完成下題:
圖甲的控制過程中,以下不屬于干擾因素的是　　　(在①供電電壓的波動;②胎壓傳感器測量不準(zhǔn)確;③充氣皮管漏氣;④改變預(yù)設(shè)氣壓中選擇合適的選項(xiàng),將序號填寫在“　　　”處)。?
答案　④
解析　本題考查控制系統(tǒng)的干擾因素。④屬于改變給定量,由此引起被控量變化,不屬于干擾因素。
6.(2017浙江寧波九校聯(lián)考,14(4),1分)如圖所示是飛機(jī)自動駕駛系統(tǒng)原理圖,自動駕駛系統(tǒng)是一種通過飛行員操作設(shè)定,或者由導(dǎo)航設(shè)備接收地面導(dǎo)航信號,自動控制飛行器完成飛行動作的裝置。使用自動駕駛儀主要是為了減輕飛行員的負(fù)擔(dān),使飛機(jī)自動按設(shè)定的姿態(tài)、航向、高度和馬赫數(shù)飛行。通過垂直陀螺儀得到飛機(jī)目前的飛行數(shù)據(jù),經(jīng)放大器、舵機(jī)使飛機(jī)自動飛行,關(guān)于該控制系統(tǒng)回答以下問題:
下列屬于系統(tǒng)干擾的是　　　　(在①高空氣流波動;②乘客在飛機(jī)內(nèi)走動;③飛機(jī)燃油報(bào)警;④飛機(jī)內(nèi)行李位置變化中選擇對的選項(xiàng),將序號填寫在“　　　　”處)。?
答案　①②④　本題考查控制系統(tǒng)的干擾因素。①、②、④項(xiàng)均會引起飛機(jī)飛行姿態(tài)的變化,因此屬于該系統(tǒng)的干擾因素。
7.(2017浙江寧波模擬,14(4),1分)如圖所示是一款光電煙霧報(bào)警器,內(nèi)有一個光學(xué)迷宮,安裝有紅外對管,無煙時紅外接收管收不到紅外發(fā)射管發(fā)出的紅外光,當(dāng)煙塵進(jìn)入光學(xué)迷宮時,通過折射、反射,接收管接收到紅外光,智能報(bào)警電路判斷是否超過閾值,如果超過則蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲。
在使用過程中發(fā)現(xiàn),由于受到干擾,有時沒發(fā)生火災(zāi)但煙霧報(bào)警器卻發(fā)出報(bào)警聲,以下因素中屬于干擾因素的是　　　　(在①自來水管爆裂;②小孩子的尖叫聲;③烹飪時產(chǎn)生的油煙中選擇合適的一項(xiàng),將序號填寫在“　　　　”處)。?
答案　③　本題考查控制系統(tǒng)的干擾因素。控制系統(tǒng)中的干擾是指在控制系統(tǒng)中,除輸入量(給定值)以外,引起被控量變化的各種因素。選項(xiàng)③中的煙霧不是由火災(zāi)引起的,不屬于輸入量,但能引發(fā)系統(tǒng)報(bào)警,因此屬于干擾因素。選項(xiàng)①、②均不能產(chǎn)生煙霧,不能引發(fā)系統(tǒng)報(bào)警,因此不屬于干擾因素。
8.(2017浙江溫州模擬,14(4),1分)如圖所示為胎壓監(jiān)測系統(tǒng)示意圖,安裝在輪胎里的傳感器測量輪胎的氣壓,并利用無線發(fā)射器將壓力信息送到中央處理器,將實(shí)際胎壓與正常胎壓設(shè)定值進(jìn)行比較,當(dāng)實(shí)際胎壓過高或過低時,汽車?yán)劝l(fā)出警報(bào)聲,同時,車載顯示器顯示輪胎氣壓異常信號。請根據(jù)示意圖和描述,完成以下任務(wù):
胎壓監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行過程會受到各種干擾,以下因素不屬于干擾因素的是　　　　(在①其他車載裝置收發(fā)的無線信號;②中央處理器工作異常;③調(diào)整正常胎壓范圍中選擇合適的選項(xiàng),將序號填寫在“　　　　”處)。?
答案　③　①無線信號之間會有干擾,故其他裝置發(fā)出的無線信號為干擾因素;②處理器也會干擾控制效果,故也為干擾因素;③調(diào)整胎壓后,胎壓報(bào)警控制就會按新的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,所以這種控制結(jié)果的改變不能算是干擾。
9.(2017浙江新高考聯(lián)盟期始考,14(4),1分)洲際彈道導(dǎo)彈是一種無人駕駛的無翼飛行器,以慣性制導(dǎo)為主。慣性制導(dǎo)(inertial guidance)是利用陀螺儀和加速度表組成的慣性測量裝置測量導(dǎo)彈的運(yùn)動參數(shù),控制其按預(yù)定路線飛行的一種制導(dǎo)方式。整個制導(dǎo)系統(tǒng)由慣性測量裝置、計(jì)算機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成。慣性測量裝置測出導(dǎo)彈運(yùn)動參數(shù),計(jì)算機(jī)根據(jù)實(shí)時測得的數(shù)據(jù)、發(fā)射前輸入的初始條件和重力影響等數(shù)據(jù),算出導(dǎo)彈的實(shí)際飛行速度、航向、姿態(tài)和坐標(biāo),并將這些數(shù)據(jù)與制導(dǎo)程序要求的預(yù)定值進(jìn)行比較,根據(jù)偏差值輸出相應(yīng)的制導(dǎo)指令,執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)制導(dǎo)指令控制導(dǎo)彈沿正確的路線飛行。請根據(jù)示意圖和描述,完成以下任務(wù):
導(dǎo)彈命中方位與設(shè)定的目標(biāo)范圍相去甚遠(yuǎn),究其原因,不可能是因?yàn)椤　　　≡斐傻?在①設(shè)定目標(biāo)出現(xiàn)問題;②計(jì)算機(jī)處理失控;③飛行過程中碰到了飛鳥中選擇合適的選項(xiàng),將序號填寫在“　　　　”處)。?
答案　③　本題考查控制系統(tǒng)的故障分析。飛鳥屬于干擾因素,該系統(tǒng)能夠利用反饋克服干擾,保證控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),因此選擇③項(xiàng)。
真題再現(xiàn)
1.(2018浙江11月選考,10,2分)如圖所示是某水溫控制系統(tǒng)示意圖。蒸氣對容器中的水加熱后變成冷凝水排出。熱電偶對出水的溫度進(jìn)行檢測,并將測得的信號送到PID控制器與設(shè)定的溫度比較,PID控制器根據(jù)偏差值控制電磁閥調(diào)節(jié)蒸氣的流量。下列因素的變化對蒸氣流量的調(diào)節(jié)沒有影響的是(　　)
A.冷凝水的溫度
B.進(jìn)水的溫度
C.熱電偶的性能
D.PID控制器的設(shè)定參數(shù)
答案　A　本題考查控制系統(tǒng)的工作過程分析。根據(jù)示意圖,冷凝水是蒸氣加熱后的產(chǎn)物,其溫度不影響該控制系統(tǒng)的運(yùn)行,因此A項(xiàng)符合題意。
2.(2018浙江4月選考,10,2分)下列關(guān)于控制系統(tǒng)的說法中正確的是(　　)
A.有檢測傳感器的控制系統(tǒng)就是閉環(huán)控制系統(tǒng)
B.直接對被控對象進(jìn)行控制的裝置或元件稱為執(zhí)行器
C.控制器發(fā)出的控制信號稱為控制量
D.能引起被控量發(fā)生變化的因素都是干擾因素
答案　B　本題考查控制系統(tǒng)。B項(xiàng)為執(zhí)行器的概念,B項(xiàng)正確;開環(huán)控制系統(tǒng)中也可能存在檢測裝置,因此A項(xiàng)錯誤;控制量是指執(zhí)行器的輸出信號,因此C項(xiàng)錯誤;干擾因素是指除輸入量(給定值)以外,引起被控量變化的各種因素,D項(xiàng)表述錯誤。
3.(2017浙江4月選考,10,2分)由于絲桿傳動的誤差和滑塊移動時的摩擦,導(dǎo)致滑臺移動的距離存在誤差。為了提高滑臺位置的控制精度,需要對該系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,下列措施中合理的是(　　)
A.將電機(jī)換成高精度電機(jī),控制方式改為開環(huán)控制
B.將傳感器換成高精度傳感器,提高電機(jī)轉(zhuǎn)動角度的檢測精度
C.將傳感器安裝在絲桿上,檢測絲桿的轉(zhuǎn)動角度
D.在滑臺上安裝傳感器,檢測滑臺的位置
答案　D　本題考查控制系統(tǒng)的優(yōu)化。根據(jù)題意,系統(tǒng)優(yōu)化的目標(biāo)是提高滑臺位置的控制精度,誤差來源于絲桿傳動和滑臺移動時的摩擦。D項(xiàng)中傳感器檢測滑臺位置,利用閉環(huán)控制的方式,可以克服誤差影響,實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo),因此D項(xiàng)正確;A、B項(xiàng)無法克服兩個誤差因素的影響,C項(xiàng)無法克服滑臺移動時的摩擦的影響,均不能實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo),因此A、B、C項(xiàng)錯誤。
課件42張PPT。
第2節(jié)　干擾與反饋
一 干擾與反饋二 功能模擬法與黑箱方法三 開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)比較四 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)教材研讀突破一 分析影響控制系統(tǒng)運(yùn)行的干擾因素突破二 閉環(huán)控制系統(tǒng)工作過程的分析重難突破一、干擾與反饋1.干擾因素的含義
在控制系統(tǒng)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。2.反饋
在自動控制系統(tǒng)中,將輸出量通過適當(dāng)?shù)臋z測裝置返回到輸入端并與輸入量進(jìn)行比較的過程稱為反饋。
利用反饋來分析和處理被控對象,通過系統(tǒng)的輸出來調(diào)整系統(tǒng)的行為,使系統(tǒng)沿著預(yù)期的目標(biāo)運(yùn)行的方法,稱為反饋方法。二、功能模擬法與黑箱方法
1.功能模擬法
以功能和行為的相似性為基礎(chǔ),用“模型”模擬“原型”的功能和行為的方法,就是功能模擬法。2.黑箱方法
通過對系統(tǒng)輸入與輸出關(guān)系的研究,進(jìn)而推斷出系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其功能的方法,就是黑箱方法。三、開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的比較
1.閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程2.開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的比較四、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
1.控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要考慮的主要問題
? 2.設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的要素分析3.開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)相對比較簡單,在明確設(shè)計(jì)要求,明確被控對象、被控量和控制量后,即可考慮具體控制系統(tǒng)的方案。4.閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求
(1)閉環(huán)控制系統(tǒng)正常工作時,必須是穩(wěn)定的;
(2)控制的精度必須符合要求;
(3)閉環(huán)控制系統(tǒng)應(yīng)有較好的抗干擾性能。1.如圖所示是消防管網(wǎng)的水壓控制系統(tǒng)工作示意圖。當(dāng)消防管網(wǎng)壓力降至壓力下限時,水泵啟動,使壓力上升;當(dāng)消防管網(wǎng)壓力達(dá)到上限時,水泵停止運(yùn)行,使消防管網(wǎng)壓力保持在設(shè)定的范圍內(nèi)。電壓、溫度等變化會影響輸出量的穩(wěn)定,這些影響被稱為該控制系統(tǒng)的?(　B　)
?A.反饋　　 B.干擾因素　　 C.被控量　 　D.控制量 解析　本題考查控制系統(tǒng)的相關(guān)概念。干擾因素是指除輸入量以外引起被控量變化的各種因素。該系統(tǒng)給定量為水壓的設(shè)定值,被控量為水壓的實(shí)際值,電壓、溫度是除給定量外能引起水壓值變化的因素,符合干擾因素的概念,因此B項(xiàng)正確。2.如圖所示是某倉儲運(yùn)貨工作示意圖,運(yùn)貨車的工作過程是:當(dāng)傳感器檢測到車上的載貨量達(dá)到設(shè)定值時,控制電路控制電機(jī)轉(zhuǎn)動,車駛向卸貨平臺;當(dāng)車上的限位開關(guān)接觸到卸貨平臺,電機(jī)停止轉(zhuǎn)動,車停下等待卸貨;當(dāng)傳感器檢測到貨物被卸,電機(jī)反向轉(zhuǎn)動,車返回裝貨平臺。請回答下題:該控制系統(tǒng)中,若車上與卸貨平臺相接觸的限位開關(guān)損壞,可能造成　①????(在①車到了卸貨平臺后,電機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動;②車到了卸貨平臺后,不等卸貨馬上返回裝貨平臺;③傳感器無法檢測載貨量中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　 ???”處)。
解析　本題考查控制系統(tǒng)工作過程的分析。限位開關(guān)的作用是保證車能夠正確停在卸貨平臺,如果限位開關(guān)損壞,則電機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動,其結(jié)果是有可能車到了卸貨平臺后,電機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動。3.如圖所示是液體原料定量控制系統(tǒng)。其工作過程是:流量計(jì)檢測到流出的液體原料流量值,把信號反饋給控制器,與設(shè)定的流量值進(jìn)行比較,達(dá)到設(shè)定的流量值時,控制器控制桶泵關(guān)閉。請回答問題:
?該控制系統(tǒng)的流量計(jì)損壞,不可能造成　③???(在①桶泵運(yùn)行不止;②計(jì)量不準(zhǔn)確;③軟管損壞中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　 ????”處)。解析　本題考查控制系統(tǒng)工作過程的分析。流量計(jì)損壞則系統(tǒng)無法完成反饋,不能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確計(jì)量流量的目的,可能出現(xiàn)桶泵運(yùn)行不止。軟管不屬于控制流量的控制系統(tǒng)的核心部件,因此流量計(jì)損壞不會造成軟管損壞。4.如圖所示為某儲氣罐壓力自動控制和自動報(bào)警系統(tǒng)示意圖,壓力變送器檢測儲氣罐中的壓力值,該值被送到控制器,與設(shè)定壓力值進(jìn)行比較,控制器根據(jù)偏差值控制變頻氣泵的轉(zhuǎn)速,從而使儲氣罐的實(shí)際壓力達(dá)到設(shè)定值。當(dāng)壓力超出設(shè)定值上限時,就發(fā)出報(bào)警信號,并自動排氣。
?當(dāng)壓力值自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障,導(dǎo)致儲氣罐內(nèi)氣體壓力過高,在此情況下對壓力罐有保護(hù)作用的是　 ② 　 (在①去車間的送氣管道;②自動排氣裝置中選擇一項(xiàng),填寫序號)。解析　本題考查控制系統(tǒng)工作過程的分析。根據(jù)題干所述,罐內(nèi)壓力過高時,系統(tǒng)能自動排氣,因此自動排氣裝置具有保護(hù)作用。突破一　分析影響控制系統(tǒng)運(yùn)行的干擾因素1.干擾既存在于閉環(huán)控制系統(tǒng)中,也存在于開環(huán)控制系統(tǒng)中。2.干擾因素通常作用在被控對象上,其作用是使被控量偏離給定值。3.通常控制系統(tǒng)中的干擾因素不止一個,因此必須對可能存在的干擾因素進(jìn)行全面的調(diào)查和分析。但并非所有的干擾都需要采取抗干擾措施,因?yàn)槿魏慰垢蓴_措施的實(shí)現(xiàn),都意味著系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜和成本的增加。例1????(2016浙江3月學(xué)考,20,3分)各種干擾因素會造成系統(tǒng)工作不正常,下列不屬于干擾因素的是?(　B　)
A.電腦中侵入病毒程序
B.響鈴時間順序設(shè)定錯誤
C.工作電壓超出系統(tǒng)正常工作范圍
D.系統(tǒng)附近使用無線電設(shè)備 解析　本題考查干擾因素的概念。響鈴時間的設(shè)定是系統(tǒng)的輸入量,不屬于干擾因素,因此B項(xiàng)符合題意。1-1　恒溫式燃?xì)鉄崴鞯臏囟瓤刂葡到y(tǒng)為閉環(huán)控制系統(tǒng)。下列因素中,不屬于該溫度控制系統(tǒng)干擾因素的是?(　D　)
A.燃?xì)獾牧髁俊　.進(jìn)水的流量
C.進(jìn)水的溫度　　D.出水的溫度 解析　本題考查干擾因素的概念。干擾因素是指除輸入量外引起被控量變化的因素。該閉環(huán)控制系統(tǒng)的給定量是設(shè)定出水溫度,被控量是出水的實(shí)際溫度,因此D項(xiàng)為被控量,不符合干擾因素的概念,D項(xiàng)符合題意;A、B、C項(xiàng)都有可能會造成出水溫度的變化,均為干擾因素。1-2????如圖所示是一加熱爐的恒溫自動控制示意圖。在加熱爐工作時,如果爐內(nèi)溫度大大超過了設(shè)定值,以下原因可能的是?(　C　)
?
A.加熱爐門未關(guān)好　　B.加熱器斷路
C.控制器損壞　　 D.工作場所環(huán)境溫度過高 解析　本題考查對控制系統(tǒng)工作過程的分析。“爐內(nèi)溫度大大超過了設(shè)定值”說明反饋沒有完成,即設(shè)定量、檢測輸出量、比較功能三個環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)問題。閉環(huán)控制系統(tǒng)中的比較功能往往由控制器完成,因此C項(xiàng)符合題意。A、B項(xiàng)會使?fàn)t內(nèi)溫度降低,D項(xiàng)不會對爐內(nèi)溫度產(chǎn)生顯著影響,因此A、B、D項(xiàng)不符合題意。1-3　如圖所示是廢水pH值自動控制系統(tǒng)示意圖。該控制系統(tǒng)可以使生產(chǎn)中連續(xù)排出廢水的pH值達(dá)到設(shè)定要求。其控制過程是:pH檢測儀測出中和池中廢水的pH值,測得的值被送到pH控制儀與設(shè)定的pH值進(jìn)行比較,pH控制儀根據(jù)偏差值控制計(jì)量泵加藥,從而使廢水的pH值逐步達(dá)到設(shè)定值。請完成下題,在“　　　????”處填上相應(yīng)的內(nèi)容。?
進(jìn)水量突然增加或減小,都會使中和池中廢水的pH值發(fā)生變化。進(jìn)水量的變化是該控制系統(tǒng)的　干擾????因素。解析　本題考查干擾因素的概念。干擾因素是指除輸入量外引起被控量變化的因素。該系統(tǒng)給定量為廢水pH的設(shè)定值,被控量為廢水pH的實(shí)際值,根據(jù)題意,進(jìn)水量的變化是除給定量外能引起廢水pH值變化的因素,符合干擾因素的概念。突破二　閉環(huán)控制系統(tǒng)工作過程的分析
閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本工作過程為:檢測裝置檢測到被控量,并將其反饋到輸入端與給定值比較,得到偏差值,控制器根據(jù)偏差值進(jìn)行相應(yīng)的控制,使執(zhí)行器操控被控對象向期望的方向變化,直到系統(tǒng)的被控量與給定值相符,偏差值為零時,控制過程結(jié)束。
根據(jù)上述工作過程的描述,從以下一組問題中可以得到閉環(huán)控制系統(tǒng)的各個組成部分。例2????(2015浙江3月學(xué)考,28(2),2分)如圖所示是自動變速扶梯系統(tǒng)控制過程示意圖。無乘客時,扶梯緩慢運(yùn)行;當(dāng)乘客進(jìn)入檢測傳感器的檢測范圍時,控制器接收到傳感器的檢測信號,控制電動機(jī)和傳動裝置加速轉(zhuǎn)動,扶梯正常運(yùn)行。請回答下題:?
為防止扶梯加速使乘客站立不穩(wěn),檢測傳感器的安裝位置應(yīng)在　①????(在“①乘客進(jìn)入扶梯踏步前;②乘客進(jìn)入扶梯踏步之后”中選擇一項(xiàng),將序號填寫在“　 ????”處)。解析　本題考查控制系統(tǒng)工作過程的分析。若乘客站上扶梯后扶梯再加速,可能導(dǎo)致乘客站立不穩(wěn),因此該控制系統(tǒng)控制扶梯加速至正常運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)在乘客站上扶梯之前,即方案①正確。2-1　如圖所示為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)噴灌控制系統(tǒng)示意圖,土壤濕度傳感器將檢測到的土壤濕度轉(zhuǎn)換成電信號傳輸給噴灌控制器,與土壤濕度設(shè)定值進(jìn)行比較,當(dāng)檢測到的土壤濕度低于設(shè)定值的下限時,噴灌控制器發(fā)出信號打開電磁閥,噴頭向農(nóng)作物噴水。當(dāng)檢測到的土壤濕度高于設(shè)定值的上限時,噴灌控制器發(fā)出信號關(guān)閉電磁閥,噴頭停止噴水,從而達(dá)到自動控制土壤濕度的目的。?
(1)根據(jù)示意圖及其描述,在控制系統(tǒng)方框圖中“　　　????”處填寫相應(yīng)的內(nèi)容。?
(2)如果要改變土壤濕度的控制范圍,需要調(diào)整的是　　　　　　????????。(從土壤濕度傳感器;土壤濕度設(shè)定值;電磁閥中選擇一個,將正確答案填在“　　　????”處)。答案　(1)①噴灌控制器　②電磁閥　③土壤　④土壤濕度的實(shí)際值????⑤土壤濕度傳感器
(2)土壤濕度設(shè)定值解析　(1)本題考查控制系統(tǒng)的組成分析。該系統(tǒng)為閉環(huán)控制系統(tǒng),控制目的為保持土壤濕度穩(wěn)定,因此被控對象③為土壤,被控量④為土壤濕度的實(shí)際值,⑤為檢測土壤濕度的檢測裝置,即土壤濕度傳感器;根據(jù)題干所述的控制過程,①為控制器,即噴灌控制器,②為執(zhí)行器,即電磁閥。
(2)本題考查閉環(huán)控制系統(tǒng)中給定量的設(shè)定。閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作特征是使被控量保持在給定量附近穩(wěn)定,保持土壤濕度穩(wěn)定為該系統(tǒng)的控制目的,題干的要求為改變系統(tǒng)的控制范圍,因此需要改變系統(tǒng)的給定量,即土壤濕度設(shè)定值。2-2　如圖所示為某儲氣罐壓力自動控制和自動報(bào)警系統(tǒng)示意圖,壓力變送器檢測儲氣罐中的壓力值,該值被送到控制器,與設(shè)定壓力值進(jìn)行比較,控制器根據(jù)偏差值控制變頻氣泵的轉(zhuǎn)速,從而使儲氣罐的實(shí)際壓力達(dá)到設(shè)定值。當(dāng)壓力值超出設(shè)定值上限時,就發(fā)出報(bào)警信號,并自動排氣。請完成下題,在“　　　　 ”處填上相應(yīng)的內(nèi)容。根據(jù)示意圖及其描述,補(bǔ)充完整壓力自動控制系統(tǒng)方框圖。 答案　①變頻氣泵　②壓力變送器解析　本題考查控制系統(tǒng)的組成分析。該系統(tǒng)是使儲氣罐內(nèi)氣壓穩(wěn)定的閉環(huán)控制系統(tǒng)。①為執(zhí)行器,起到改變罐內(nèi)氣壓的作用,因此是變頻氣泵;②為檢測裝置,起檢測被控量的作用,因此是壓力變送器。

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