資源簡介

專題八　控制與設計
挖命題
【考情探究】
考點
考向
考試要求
考題示例
關聯考點
預測熱度
控制的
手段與
應用
①控制的含義
②控制的手段和方法
③控制的應用
b
a
b
2016浙江10月選考,14(1)(3)(5),3分
控制系統的工作過程與方式
★
控制系
統的工
作過程
與方式
①簡單開環控制系統的基本組成和工作過程
②閉環控制系統的基本組成
③簡單的閉環控制系統的方框圖
④控制器和執行器的作用
c
b
c
c
2018浙江11月選考,10,2分
閉環控制系統的干擾與反饋
★★★★
2018浙江4月選考,10,2分
閉環控制系統的干擾與反饋
2017浙江11月選考,10,2分
控制的手段與應用
2017浙江4月選考,9,2分
閉環控制系統的干擾與反饋
閉環控
制系統
的干擾
與反饋
①反饋的含義
②簡單控制系統運行的主要干擾因素
③閉環控制系統中反饋環節的作用
④閉環控制系統的工作過程
⑤功能模擬方法和黑箱方法
b
c
b
b
a
2017浙江4月選考,10,2分
控制系統的工作過程與方式
★★
控制系統
的設計與
實施
控制系統方案的設計
c
★
分析解讀　本專題主要涉及控制的概念、控制系統的組成及工作過程的分析,要求學生能區分人工控制與自動控制、開環控制與閉環控制,能分析具體的控制系統中的被控對象、控制器、執行器、檢測裝置、輸入量、輸出量、給定量、控制量等內容,能確定控制系統中的干擾,能分析控制系統是否存在反饋。預計選考考查控制的手段、控制系統的組成和工作過程,控制系統的優化改進措施的實例分析,備選內容還包括干擾與反饋的概念,考題形式多為選擇題和控制分析題,所占分值為2+4=6分左右。
破考點
【考點集訓】
考點一　控制的手段與應用
1.(2017浙江杭州期末,11,2分)如圖所示是一款智能卡門鎖,采用IC卡作為開鎖的鑰匙,智能門鎖能根據授權名單識別刷卡人員卡信息,它包含了IC卡技術、精密制造技術及機電一體化技術,是現代智能化門鎖的典范。當將經授權的IC卡放在
門鎖的讀卡區時,綠色LED燈亮并解鎖;若將未授權的IC卡放在門鎖的讀卡區時,門鎖內部的紅色LED燈將閃亮并伴有“嘀”響聲。根據描述,關于該智能卡門鎖的聲光報警系統,以下說法中正確的是(　　)
/
A.該控制系統屬于人工控制
B.該控制系統的被控對象是門鎖
C.該控制系統的輸出量是聲光信號
D.該控制系統是閉環控制系統
答案　C　
2.[2016浙江4月選考,14(1),2分]如圖所示為車間溫度控制系統示意圖。當傳感器檢測到室內溫度達到設定值的上限時,控制器發出信號,接通水泵和風機電源,水泵向進氣窗輸送冷卻水形成水簾,風機將室內的空氣排出,室外的空氣通過水簾降溫后進入室內,降低室內溫度。當室內溫度達到設定值的下限時,斷開水泵和風機電源。請根據示意圖和描述,完成以下任務:
/
該系統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開環控制;④閉環控制中選擇合適的選項,將序號填寫在“　　　”處)。?
答案　②　④
考點二　控制系統的工作過程與方式
3.(2019屆浙江寧波十校聯考,10,2分)下列關于控制系統工作過程的說法中,正確的是(　　)
A.開環控制系統的控制量不參與控制過程
B.閉環控制系統中的信息只能從輸入端傳至輸出端
C.閉環控制系統的核心就是通過反饋來減少輸出量的偏差
D.控制系統中的輸入量與輸出量沒有對應關系
答案　C　
4.(2017浙江溫州模擬,10,2分)如圖所示為數控機床伺服控制系統原理圖,步進驅動器將指令脈沖信號轉換為步進電機所需的信號,步進電機將接收到的信號變換為機械轉角,再經過絲杠帶動機床工作臺移動。下列關于數控機床伺服控制系統分析中,正確的是(　　)
/
A.控制量是機床工作臺的位移量
B.控制器是步進電機
C.執行器是步進驅動器
D.輸入量是指令脈沖
答案　D　
5.(2017浙江五校聯考,10,2分)如圖所示是電熱水器溫度自動控制系統的示意圖,當熱電偶測到水溫低于設定值,控制電路接通加熱絲,加熱儲水箱中的水,使水溫達到設定值,關于該控制系統,下列說法中正確的是(　　)
/
A.控制器是熱電偶
B.該控制系統沒有反饋
C.被控對象是儲水箱(儲水箱里的水)
D.儲水箱外部溫度的變化不屬于這個系統的干擾因素
答案　C　
6.(2017浙江名校新高考聯盟聯考,10,2分)如圖所示為汽車防側傾控制系統示意圖,其工作原理是:車輛轉彎時,傳感器檢測車身傾斜信息并傳遞給懸架控制單元,控制電磁電機調整避震高度,保持車身平穩。下列關于該系統說法中正確的是　(　　)
/
A.執行器是電磁電機
B.輸入量是控制信號
C.該系統是開環控制系統
D.控制器是傳感器
答案　A　
考點三　閉環控制系統的干擾與反饋
7.(2019屆浙江名校新高考聯盟聯考,10,2分)小明設計了簡易自動升旗控制系統,根據國歌的時間設定好電子定時器的定時時間,播放國歌時人工啟動電子定時器,電動機開始轉動并帶動滑輪運動,使國旗勻速上升。當定時器計時停止時,電機停止轉動,國旗正好升至桿頂,下列關于該自動升旗系統的說法不正確的是(　　)
A.該控制系統的控制方式屬于開環控制系統
B.風的阻力變化屬于該控制系統的干擾因素
C.輸入量是定時器設定的時間
D.被控對象是電機
答案　D　
8.[2017浙江溫州模擬,14(1)(2)(4),5分]如圖所示為胎壓監測系統示意圖,安裝在輪胎里的傳感器測量輪胎的氣壓,并利用無線發射器將壓力信息送到中央處理器,將實際胎壓與正常胎壓設定值進行比較,當實際胎壓過高或過低時,汽車喇叭發出警報聲,同時,車載顯示器顯示輪胎氣壓異常信號。請根據示意圖和描述,完成以下任務:
/
(1)該系統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開環控制;④閉環控制中分別選擇一項,將序號填寫在“　　　　”處);?
(2)該控制系統的輸出量及控制器分別是　　　　和　　　　(在①實際胎壓;②汽車喇叭的警報聲及車載顯示器顯示的信號;③正常胎壓設定值;④中央處理器;⑤汽車喇叭聲及車載顯示器;⑥無線發射器中分別選擇一項,將序號填寫在“　　　　”處);?
(4)胎壓監測系統運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其他車載裝置收發的無線信號;②中央處理器工作異常;③調整正常胎壓范圍中選擇合適的選項,將序號填寫在“　　　　”處)。?
答案　(1)②　③　(2)②　④　(4)③
煉技法
【方法集訓】
方法一　控制系統的組成分析
　　隨著生活水平的提高,我們的新房也開始安裝智能新風控制系統,此系統能使我們在不開窗的情況下,也能改善房間的空氣質量。智能新風控制系統的工作過程為:在設定智能新風系統在某個我們需要的狀態后,傳感器檢測房間內二氧化碳和顆粒物的濃度值,并與剛開啟時設置的狀態值進行比較,之后再把信號傳送至智能控制器,控制器在處理完信號后控制風機轉動使進風口和出風口有流動的空氣,最終使房間內的空氣質量達到我們需要的值。請根據描述完成第1題。
/
1.(2018浙江湖州統考,10,2分)關于該新風控制系統,以下說法正確的是(　　)
A.控制量為進風口和出風口空氣的流動量
B.該控制系統的被控對象為出風口和進風口
C.該控制系統的輸入量為傳感器檢測到的信號
D.輸出量為風機轉動輸出的流動的空氣
答案　A　
2.(2018浙江溫州一模,10,2分)如圖所示是汽車制動控制系統局部原理圖。踩剎車時,通過油壓傳遞力,推動活塞,使摩擦塊與制動盤摩擦力增大,控制制動盤的速度,實現制動控制。以下關于該控制系統的分析不正確的是(　　)
/
A.該控制通過油壓傳遞力,存在液壓控制
B.該控制的被控對象是活塞與摩擦塊
C.該控制的控制量是摩擦塊與制動盤摩擦力的大小
D.該控制系統是開環控制系統
答案　B　
3.[2017浙江寧波十校聯考,14(1)(2),4分]如圖所示是小通家裝在廚房的天然氣報警設備,它的工作原理是:當氣敏傳感器檢測到廚房的天然氣濃度超過設定值時,滾屏上的狀態顯示異常,報警器開始報警,風扇轉動換氣,直至天然氣濃度下降到設定值,報警器停止報警,風扇停止轉動,滾屏上的狀態顯示正常。
/
(1)該天然氣報警設備中風扇排氣控制子系統屬于　　　;廚房中天然氣濃度控制子系統屬于　　　(在①開環控制;②閉環控制中分別選擇一項填寫在“　　　”處);?
(2)滾屏上顯示的是控制系統的　　　,滾屏是控制系統的　　　(在①輸入量;②輸出量;③控制量;④被控對象;⑤執行器中分別選擇一項填寫在“　　　”處)。?
答案　(1)①　②　(2)②　④
方法二　分析影響控制系統運行的干擾因素時的注意事項
4.[2015浙江10月選考,14(5),1分]電子警察是現代道路交通安全管理的有效手段,計算機根據雷達探測到汽車位置變化信號,計算出汽車的行駛速度并判斷是否超速,如果超速則啟動照相機抓拍,并將拍攝到的圖像信息輸送到監控中心。請根據上述說明,完成以下任務:
照相機對超速車輛抓拍時會受到各種干擾,以下因素中不屬于干擾因素的是　　　　(在①雨霧;②沙塵;③車輛速度中選擇一項,將序號填寫在“　　　　”處)。?
答案　③
5.[2017浙江寧波模擬,14(4),1分]如圖所示是一款光電煙霧報警器,內有一個光學迷宮,安裝有紅外對管,無煙時紅外接收管收不到紅外發射管發出的紅外光,當煙塵進入光學迷宮時,通過折射、反射,接收管接收到紅外光,智能報警電路判斷是否超過閾值,如果超過則蜂鳴器發出警報聲。
/
在使用過程中發現,由于受到干擾,有時沒發生火災但煙霧報警器卻發出報警聲,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烹飪時產生的油煙中選擇合適的一項,將序號填寫在“　　　　”處)。?
答案　③
6.[2017浙江寧波九校聯考,14(4),1分]如圖所示是飛機自動駕駛系統原理圖,自動駕駛系統是一種通過飛行員操作設定,或者由導航設備接收地面導航信號,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擔,使飛機自動按設定的姿態、航向、高度和馬赫數飛行。通過垂直陀螺儀得到飛機目前的飛行數據,經放大器、舵機使飛機自動飛行,關于該控制系統回答以下問題:
/
下列屬于系統干擾因素的是　　　(在①高空氣流波動;②乘客在飛機內走動;③飛機燃油報警;④飛機內行李位置變化中選擇合適的選項,將序號填寫在“　　　”處)。?
答案　①②④
過專題
【五年高考】
A組　2014—2018年真題·基礎題組
一、選擇題
1.(2018浙江6月學考,10,2分)小明要為聽覺障礙者的住所設計一個門鈴控制系統,當有人來訪時“門鈴”能提醒聽覺障礙者。設計時他將指示燈確定為被控對象,下列構思不可行的是(　　)
A.該控制系統的控制手段可選用自動控制
B.執行器可選用電子開關
C.聲音傳感器可作檢測部件
D.該控制系統的控制方式可定為閉環控制
答案　D　
2.(2016浙江3月學考,19,3分)某學校鈴聲控制系統的工作過程是:電腦根據設定的時間順序,發出電信號給功率放大器,使音箱發出鈴聲。關于該控制系統的說法中,不正確的是(　　)
A.控制器是電腦
B.執行器是功率放大器
C.被控對象是音箱
D.輸出量是功率放大器發出的電信號
答案　D　
3.(2015浙江9月學考,10,2分)如圖所示是地鐵進站閘機,乘客將車票或公交卡放入讀卡感應區,讀卡器將卡片信息發送給服務器進行驗證,驗證合格后,控制開閘機構開啟閘門。關于閘門的開啟控制,下列說法正確的是(　　)
/
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
A.該控制是閉環控制
B.被控對象是乘客
C.輸出量是閘門的開啟
D.控制器是開閘機構
答案　C　
4.(2015浙江9月學考,20,3分)如圖所示是一款自動伸縮式遮陽篷的示意圖,當傳感器檢測到雨水、陽光時,將感應信號發送給控制器,啟動電機展開遮陽篷。關于該控制系統,下列說法中
不正確
···
的是(　　)
/
A.輸入量是雨水、陽光信號
B.控制量是前桿的位移量
C.執行器是電機
D.被控對象是遮陽篷
答案　B　
　　如圖所示為公共廁所人體感應自動供水系統示意圖。當探頭檢測到有人進入廁所,控制器控制電磁閥打開,向水箱供水。(完成第5題)
/
5.(2015浙江3月學考,19,3分)該供水控制系統的執行器是(　　)
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
A.水箱 B.進水閥
C.探頭 D.電磁閥
答案　D　
6.(2014浙江9月學考,19,3分)如圖所示是某同學設計的自動干手器原理示意圖,當手靠近傳感器時,傳感器將感應信號發送給控制器,控制器控制繼電器閉合,電吹風開始工作。若將電吹風看作被控對象,則執行器是(　　)
/
A.傳感器 B.控制器
C.繼電器 D.插頭
答案　C　
　　如圖所示是消防管網的水壓控制系統工作示意圖。當消防管網壓力降至壓力下限時,水泵啟動,使壓力上升;當消防管網壓力達到上限時,水泵停止運行,使消防管網壓力保持在設定的范圍內。(完成第7~8題)
/
7.(2014浙江3月學考,19)該控制系統的執行器是(　　)
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
A.水壓檢測裝置 B.電控單元
C.壓力罐 D.水泵
答案　D　
8.(2014浙江3月學考,20,3分)電壓、溫度等變化會影響輸出量的穩定,這些影響被稱為該控制系統的(　　)
A.反饋 B.干擾
C.被控量 D.控制量
答案　B　
9.(2014浙江3月高考,15,3分)如圖所示是自動門示意圖。當人靠近自動門時,探頭探測到人體信號,控制電路接收到該信號后,發出相應的指令,啟動電動機把門打開。關于該控制系統,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.執行器是電動機
答案　C　
二、非選擇題
10.[2015浙江9月學考,28(1),4分]如圖所示的隧道內設置有通風控制系統,用于調節隧道內的空氣質量和能見度。當檢測裝置測出隧道內的煙霧濃度值超過設定值時,控制器控制電機帶動風葉運轉,改善隧道內的空氣質量和能見度。請回答問題:
/
根據上述描述,分析該系統的控制過程,在方框圖中“　　　　”處填寫相應的內容。?
/控制器/②　　　?/
③　　　?/
答案　①檢測裝置測得的煙霧濃度值(或檢測信號)
②電機　③風葉　④風葉運轉(或風葉轉動、運行、旋轉)
11.[2015浙江3月學考,28(1)(2),6分]如圖所示是自動變速扶梯系統控制過程示意圖。無乘客時,扶梯緩慢運行;當乘客進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,控制電動機和傳動裝置加速轉動,扶梯正常運行。請回答下列各題:
/
(1)根據示意圖及描述,分析自動扶梯系統控制過程,在方框圖中“　　　　”處填寫相應的內容。?
/控制器/②　?/③　?/
(2)為防止扶梯加速使乘客站立不穩,檢測傳感器的安裝位置應在　　　　(在“①乘客進入扶梯踏步前;②乘客進入扶梯踏步之后”中選擇一項,將序號填寫在“　　　　”處)。?
答案　(1)①檢測傳感器檢測到的乘客信號　②電動機和傳動裝置　③扶梯　④扶梯正常運行　(2)①
B組　2014—2018年真題·發展題組
一、選擇題
1.(2018浙江11月選考,10,2分)如圖所示是某水溫控制系統示意圖。蒸汽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行檢測,并將測得的信號送到PID控制器與設定的溫度比較,PID控制器根據偏差值控制電磁閥調節蒸汽的流量。下列因素的變化對蒸汽流量的調節沒有影響的是(　　)
/
A.冷凝水的溫度
B.進水的溫度
C.熱電偶的性能
D.PID控制器的設定參數
答案　A　
2.(2018浙江4月選考,10,2分)下列關于控制系統的說法中,正確的是(　　)
A.有檢測傳感器的控制系統就是閉環控制系統
B.直接對被控對象進行控制的裝置或元件稱為執行器
C.控制器發出的控制信號稱為控制量
D.能引起被控量發生變化的因素都是干擾因素
答案　B　
3.(2017浙江11月選考,10,2分)如圖所示是三相異步電動機轉速控制系統示意圖。系統通過改變交流電的頻率來改變電動機的轉速。通過觸摸屏設定電動機的轉速,變頻調速器將50 Hz的交流電轉變成與設定轉速相對應頻率的交流電,驅動電動機轉動;裝在電動機軸上的測速發電機隨電動機一起轉動并發電;PLC根據測速發電機的電流大小,判斷電動機實際轉速與設定轉速之間的差值,向變頻調速器發出指令,改變驅動電流的頻率。下列關于該控制系統的分析中正確的是(　　)
/
A.執行器是電動機
B.控制器是變頻調速器
C.輸出量是測速發電機的電流信號
D.控制量是變頻調速器輸出的電流頻率
答案　D　
　　如圖所示為滑臺的運動系統示意圖,由電機控制子系統和機械傳動子系統組成。在電機控制子系統中,傳感器檢測電機的轉動角度,并反饋到控制裝置與設定值比較,控制裝置根據偏差值發出運動信號,驅動器將運動信號轉變成相應的電流驅動電機轉動,在機械傳動子系統中,電機帶動絲桿轉動,絲桿通過螺母驅動滑臺移動。系統根據電機的轉動角度和絲桿的螺紋間距計算出滑臺移動的距離,從而實現對滑臺位置的間接控制。請根據示意圖及其描述,完成第4~ 5題。
/
4.(2017浙江4月選考,9,2分)電機控制子系統的執行器是(　　)
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
A.驅動器 B.控制裝置
C.電機 D.絲桿
答案　A　
5.(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,需要對該系統進行優化,下列措施中合理的是(　　)
A.將電機換成高精度電機,控制方式改為開環控制
/
B.將傳感器換成高精度傳感器,提高電機轉動角度的檢測精度
/
C.將傳感器安裝在絲桿上,檢測絲桿的轉動角度
/
D.在滑臺上安裝傳感器,檢測滑臺的位置
/
答案　D　
6.(2016浙江10月選考,10,2分)如圖所示的空氣壓縮機,當儲氣罐內的壓縮空氣排放到一定程度時,壓力開關自動接通電源,電機帶動氣泵運轉,向儲氣罐補充壓縮空氣,使儲氣罐內的氣壓保持在設定范圍內。下列關于該壓縮機的氣壓控制系統的分析中,正確的是(　　)
/
A.控制方式屬于開環控制
B.輸入量是電能
C.控制量是氣泵輸出的空氣流量
D.輸出量是儲氣罐內的壓縮空氣
答案　C　
7.(2016浙江4月選考,10,2分)根據消防要求,倉庫、圖書館等場所都要安裝火災自動報警系統。當煙霧探測器檢測到的煙霧濃度超過設定值時,電子開關被接通,報警器發出聲光信號進行報警。關于該報警控制系統,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
D.反饋裝置是煙霧探測器
答案　A　
8.(2015浙江10月選考,10,2分)如圖所示是燃油爐窯溫度控制系統示意圖。工作時,熱電偶將檢測到的爐內溫度信號傳送給溫控儀與設定溫度值比較,溫控儀根據溫度偏差信號控制電機運行,調節燃油噴嘴的噴油量,使爐內溫度穩定在設定溫度。該控制系統的被控對象是(　　)
/
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
A.電機 B.燃油噴嘴
C.爐窯 D.熱電偶
答案　C　
二、非選擇題
9.[2016浙江10月選考,14(1)(3)(5),3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,電機帶動滑輪轉動,將晾衣桿連同衣物移到室外,下雨時,傳感器檢測到信號后,電機帶動滑輪反向轉動,將晾衣桿和衣物收回室內。請根據示意圖和描述,完成以下任務:
/
(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,將序號填寫在“　　　”處);?
(3)該系統的執行器是　　　 (在①晾衣桿;②電機;③開關中選擇合適的選項,將序號填寫在“　　　”處);?
(5)下列因素中,不屬于影響本系統優化的因素的是　　　 (在①傳感器的靈敏度;②控制系統的精度和可靠性;③系統的制造和使用成本;④環境溫度、濕度和光線的變化中選擇合適的選項,將序號填寫在“　　　”處)。?
答案　(1)②　 (3)②　(5)④
10.[2015浙江10月選考,14(1)(2)(3),3分]電子警察是現代道路交通安全管理的有效手段,計算機根據雷達探測到的汽車位置變化信號,計算出汽車的行駛速度并判斷是否超速,如果超速則啟動照相機抓拍,并將拍攝到的圖像信息輸送到監控中心。請根據上述說明,完成以下任務:
(1)該控制系統的控制方式屬于　　　　控制(在①開環;②閉環中選擇一項,將序號填寫在“　　　　”處);?
(2)該控制系統的控制手段屬于　　　　(在①手動控制;②自動控制中選擇一項,將序號填寫在“　　　　”處);?
(3)該控制系統的輸出量是　　　　(在①汽車的行駛速度;②超速車輛的圖像;③雷達信號中選擇一項,將序號填寫在“　　　　”處)。?
答案　(1)①　(2)②　(3)②
【三年模擬】
一、選擇題(每題2分,共12分)
1.(2019屆浙江杭州五校聯考,10)手環具有來電提醒功能,其控制過程:當手機接收到來電信號時,手機上的APP就會發送震動指令,那么手環就會震動,提示佩戴者手機上有電話打進來。關于該手環來電提醒控制系統,下列分析不正確的是(　　)
A.該控制方式為開環控制
B.環境中的高頻電磁波可能是該控制系統的干擾因素
C.輸入量為手機接收到的來電信號
D.被控對象為手環
答案　C　
2.(2019屆浙江衢州、湖州、麗水聯考,10)如圖所示是人行道噴水警示控制系統示意圖,在紅燈時段微波傳感器檢測到行人越過邊界時,控制器啟動水泵使噴頭噴出水霧,以警示行人。關于該控制系統,以下說法中正確的是(　　)
/
A.被控對象是人行道
B.控制方式屬于閉環控制
C.太陽光是該控制系統的干擾因素
D.執行器是水泵
答案　D　
3.(2019屆浙江綠色聯盟聯考,10)外出旅游時家中植物無人照看,小明想設計一個精度較高的植物盆栽土壤濕度控制系統。當土壤干燥時,系統能自動澆水直至符合濕度要求。關于該系統的設計,下列構思可行的是(　　)
A.該控制系統可選用開環控制方式
B.該控制系統控制手段可選用定時的機械控制
C.檢測元件可選用濕度傳感器
D.檢測裝置可放置在花盆邊緣的土壤表面
答案　C　
4.(2018浙江溫州九校協作體聯考,10)如圖所示為動車自動檢票機,乘客刷卡后,控制中心比對信息,若無誤則向電機發送指令,閘門開啟,開啟后一定時間內自動關閉。關于該控制系統,以下說法正確的是(　　)
/
A.執行器是單片機
B.控制量是電機轉動方向
C.被控對象是電機
D.車票傳感器參與反饋
答案　B　
5.(2017浙江寧波十校聯考,10)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,通過調整紅綠燈的持續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微處理器,微處理器根據交叉路口車輛的多少指揮紅綠燈的自動切換。該控制系統的被控對象是(　　)
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
A.紅綠燈 B.車輛
C.微處理器 D.環形感應器
答案　A　
6.(2017浙江溫州十校聯考,10)如圖是一個溫度控制報警系統示意圖,關于這種溫度控制報警系統控制方框圖,下列說法不正確的是(　　)
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A.輸入量是溫度
B.控制器是繼電器
C.被控對象是電鈴
D.輸出量是是否有鈴聲
答案　B　
二、非選擇題(共28分)
7.(2019屆浙江名校協作體聯考,14,6分)如圖所示為太陽能熱水器水位控制系統的結構示意圖。當水箱水位低于最低水位時,由控制器打開電磁閥,水箱進水;當水位上升到最高水位時,控制器關閉電磁閥,停止進水。
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(1)該控制系統的控制手段和控制方式分別屬于　　　和　　　(在A.人工控制;B.自動控制;C.開環控制;D.閉環控制中選擇合適的選項,將序號填寫在“　　　”處);?
(2)若太陽能熱水器處于低水位時仍不上水,有可能的原因是　　　和　　　(在A.手閥1被關上了;B.手閥2被關上了;C.控制器出現故障;D.混水閥沒有關上中選擇合適的選項,將序號填寫在“ 　　　”處);?
(3)下列屬于影響水位控制系統控制精度優化的因素是　　　和　　　 (在A.調整水位探頭的測量精度;B.定期檢查系統運行狀況;C.調整電加熱器功率;D.電網中電壓的波動中選擇合適的選項,將序號填寫在“ 　　　”處)。?
答案　(1)B　D　(2)A　C　(3)A　B
8.[2018浙江溫州一模,14(2),2分]如圖所示是一款有害氣體報警系統。氣體檢測裝置是它的一個子系統,其工作原理是:傳感器模組檢測空氣中的有害氣體,將脈沖信號傳給處理芯片,處理芯片根據脈沖信號的頻率,判斷有害氣體的濃度,將數值顯示在指示模塊的顯示屏上;如果有害氣體超過范圍值,信號將通過輸出線傳給控制中心,控制中心將啟動報警響應機構。
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在氣體檢測裝置系統中,作為控制器的是　　　　(填裝置名稱)。在氣體報警處理的整個系統中,氣體檢測裝置的作用是形成(　　)?
A.輸入量 B.反饋量 C.控制量 D.被控量
答案　處理芯片　A
9.(2018浙江溫州九校聯考,14,6分)如圖所示為某款混合動力汽車,具有動力好、排放低、起步平順等優點。在怠速和低速行駛時,發動機停止運轉,只靠電動機驅動,當傳感器監測到車速達到發動機最佳工況時,行車電腦發送切換指令,擇動離合器貼合到油動側;當剎車降速后,又自動切回電動機驅動并停止給發動機供油,請根據示意圖和描述,完成以下任務:
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(1)該動力切換系統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開環控制;④閉環控制中選擇合適的選項,將序號填寫在“　　　　”處);?
(2)該動力切換系統的執行器是　　　　,控制器是　　　(在①單片機;②擇動離合器;③發動機;④汽車中選擇合適的選項,將序號填寫在“　　　　”處);?
(3)該系統中的傳感器選用　　　　(在①流量傳感器;②速度傳感器;③阻力傳感器中選擇合適的選項,將序號填寫在“　　　　”處);?
(4)以下關于汽車動力電池充電方案,不合理的是　　　　(①充電樁充電;②油動發動機帶動發電機充電;③電機帶動發電機充電;④剎車時發動機動力回收充電中選擇合適的選項,將序號填寫在“　　　　”處)。?
答案　(1)②　③　(2)②　①　(3)②　(4)③
10.(2017浙江五校聯考,14,6分)如圖所示是小明設計的小雞孵化箱,該孵化箱包括微電腦數字溫控器、溫度探頭、加熱絲、水床等。系統正常運行時,當溫度低于設定值時,加熱絲加熱;當溫度高于設定值時,加熱絲停止加熱,使孵化箱內水床的溫度保持在合理的范圍之內。
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(1)補充完整小明設計的控制系統方框圖(在①溫度探頭;②電源;③加熱絲;④微電腦數字溫控器中選擇合適的選項,將序號填寫在“　　　”處); ?
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(2)溫度傳感器放置的位置合理的是　　　(在①水床下表面;②水床上表面;③在泡沫箱頂部中選擇合適的選項,將序號填寫在“　　　”處);?
(3)為了節能環保,下列對雞蛋孵化箱的優化措施合理的是　　　和　　　(在①換用更大的泡沫箱作為箱體;②換用更厚的泡沫箱作為箱體;③在泡沫箱內壁粘貼一層減小熱輻射損失的材料;④換用功率更大的電源中選擇合適的選項,將序號填寫在“　　　”處)。?
答案　(1)④　③　①(順序不可顛倒)　(2)②
(3)②　③
11.[2017浙江名校新高考聯盟聯考,14(1)(2)(3),4分]如圖所示是智能行人過街系統示意圖。當紅燈亮時,電機帶動閘門關閉,使行人停留在安全區域,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聲器發出警告聲,提醒不要闖紅燈。請根據示意圖和描述完成以下任務:
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(1)該系統中閘門關閉子系統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開環控制;④閉環控制中選擇合適的選項,將序號填寫在“　　　”處);?
(2)該系統中闖紅燈警告子系統的檢測裝置可選用　　　(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,將序號填寫在“　　　”處);?
(3)該系統中闖紅燈警告子系統的執行器是　　　(在①揚聲器;②繼電器;③電機;④控制電路中選擇合適的選項,將序號填寫在“　　　”處)。?
答案　(1)②　③　(2)④　(3)②
12.[2017浙江紹興模擬,14(1)(2),4分]如圖所示為某奶粉干燥系統原理圖,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,產生的偏差信號經可控硅控制的電動機操縱空氣閥門,改變冷熱空氣的比例,從而把干燥器內的溫度控制在給定溫度范圍內。請根據原理圖和描述,完成以下任務:
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(1)該干燥系統的控制手段和控制方式分別屬于　　　、　　　控制(在①機械;②電子;③開環;④閉環中選擇兩項,將序號填寫在“　　　”處);?
(2)該控制系統的執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干燥室中選擇兩項,將序號填寫在“　　　”處)。?
答案　(1)②　④　(2)②　⑤
課件28張PPT。技術（浙江專用）專題八 控制與設計考點清單
考點一　控制的手段與應用考向基礎一、控制的含義
1.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①　目標????發展,這就是控制。
2.構成控制的三要素:控制的②　對象????是什么、控制要達到什么③
????目的????和采取什么控制④　手段????。溫馨提示
　　對構成控制的三要素的理解二、控制的手段
1.按控制過程中人工干預的情形分:
(1)人工控制:控制的過程是在人的直接干預和全程干預下進行的。
(2)⑤　自動控制????:在無人直接參與的情況下,使事物的變化準確地按照期望的方向進行。
2.按執行機構的不同分:機械控制、氣動控制、⑥　液壓????控制、⑦
????電子????控制等。三、控制的應用
1.控制在生活中的應用
控制應用到生活中,提高了人們的生活質量,人類能夠在一定程度上按照自己的意愿改變周圍的環境,使之能滿足人們的需要。
2.控制在生產中的應用
生產中往往需要對溫度、濕度、壓力、速度及加工動作等進行控制。
3.控制在軍事、國防領域也有著廣泛應用。考向基礎考點二　控制系統的工作過程與方式一、控制系統
1.含義:任何一種控制的實現,都要通過若干個環節共同實現,這些環節所涉及的裝置就構成了一個系統,稱為控制系統。
2.控制系統的輸入與輸出
(1)輸入量:控制系統的①　啟動????信號。
(2)輸出量:控制系統所要②　控制????的信號,即③　控制的目的????。3.控制系統通常分為:開環控制系統、④　閉環????控制系統。
4.控制系統的方框圖
在控制系統中,為了分析的方便,常采用⑤　方框????來表示系統的環節,用⑥　單向信號線????來表示系統信號傳遞的方向,這種圖稱為控制系統的方框圖。二、開環控制系統
1.含義:控制系統的輸出量不對系統的控制產生任何影響,這種控制系統稱為開環控制系統。
2.開環控制系統的方框圖
3.開環控制系統各部分的作用
(1)被控對象:控制系統中所要求控制的裝置或生產過程。
(2)控制器:對輸入信號進行處理并發出命令的裝置或元件。
(3)執行器:直接對被控對象進行控制的裝置或元件。
(4)控制量:執行器的輸出信號。三、閉環控制系統
1.含義:系統的輸出量返回到輸入端并對控制過程產生影響的控制系統稱為閉環控制系統。
2.閉環控制系統的方框圖
?3.閉環控制系統各部分的作用
(1)給定量:即輸入量。
(2)被控量:即輸出量。
(3)檢測裝置:測量出被控量并返回到系統的輸入端。
(4)⑦　比較器????:將給定量與所檢測的被控量進行比較,求出偏差值。溫馨提示
　　開環控制系統與閉環控制系統的比較例1????[2016浙江3月學考,28(1),2分]如圖所示是智能車位引導系統示意圖。該系統能夠準確、快速引導駕駛員到達空余車位,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,經過處理后控制信息發布器把空余車位信息通過引導屏和車位指示燈顯示出來。根據示意圖及其描述,請回答下列問題。
?根據上述描述,分析該車位引導系統的控制過程,在方框圖中“　　????????”處填寫相應的內容。
?
引導屏和車位指示燈? 解析　本題考查控制系統的組成分析。該系統能根據探測器探測的車位信息,使引導屏和車位指示燈顯示空余車位信息,控制器為中央處理器,執行器為信息發布器。答案　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信息發布器　④空余車位信息考向突破
開環控制系統與閉環控制系統的判斷方法例2????(2017浙江新高考聯盟期始考,10,2分)如圖所示是智能清潔機器人,具有吸塵、防撞功能。吸塵系統用電機帶動清掃刷轉動,清掃灰塵并將灰塵集中于吸風口處,由吸塵機構制造的吸力將灰塵吸入灰塵存儲器中。防撞系統中傳感器檢測周圍的障礙物,單片機對信號加以判斷,控制電機驅動輪子改變方向,躲避障礙。如果吸塵系統與防撞系統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.吸塵系統屬于開環控制,防撞系統屬于閉環控制
B.吸塵系統的執行器是吸力
C.防撞系統的傳感器可以選用紅外傳感器
D.防撞系統的控制器是單片機解析　本題考查控制系統的組成分析。吸塵系統能夠實現清掃并吸收灰塵,不存在反饋,因此屬于開環控制,吸塵機構是執行器。防撞系統根據障礙物的情況控制輪子的運行,因此也屬于開環控制,控制器是單片機,因此D項正確,A、B項錯誤。紅外傳感器無法檢測障礙物,不能作為防撞系統的檢測裝置,因此C項錯誤。答案????D例3????[2017浙江新高考聯盟期始考,14(1)(2),4分]洲際彈道導彈是一種無人駕駛的無翼飛行器,以慣性制導為主。慣性制導(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彈的運動參數,控制其按預定路線飛行的一種制導方式。整個制導系統由慣性測量裝置、計算機和執行機構等組成。慣性測量裝置測出導彈運動參數,計算機根據實時測得的數據、發射前輸入的初始條件和重力影響等數據,算出導彈的實際飛行速度、航向、姿態和坐標,并將這些數據與制導程序要求的預定值進行比較,根據偏差值輸出相應的制導指令,執行機構根據制導指令控制導彈沿正確的路線飛行。請根據示意圖和描述,完成以下任務:?
(1)該制導系統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開環控制;④閉環控制中分別選擇合適的一項,將序號填寫在“　　????”處);(2)該控制系統的控制器和被控對象分別是　　????和　　????(在①陀螺
儀;②計算機;③加速度表;④洲際導彈中分別選擇合適的一項,將序號填寫在“　　????”處)。解析　(1)、(2)題考查控制系統的組成分析。該系統能夠自動控制導彈按照預定路線飛行,因此屬于自動控制、閉環控制,控制器為計算機,被控對象為導彈。答案????(1)②　④　(2)②　④考點三　閉環控制系統的干擾與反饋考向基礎一、干擾因素含義:在控制系統中,除輸入量(給定值)以外,引起①　被控量????變化的各種因素稱為干擾因素。二、反饋
1.含義:在自動控制系統中,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②　比較????的過程,稱為反饋。
2.反饋方法:利用反饋來分析和處理被控對象,通過系統的輸出來調整系統的行為,使系統沿著預期的③　目標????運行的方法,稱為反饋方法。三、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,用“模型”模擬“原型”的④　功能????和⑤　行為????的方法,就是功能模擬法。
2.黑箱方法:通過對系統⑥　輸入????與⑦　輸出????關系的研究,進而推斷出系統內部結構及其功能的方法,就是黑箱方法。溫馨提示
　　反饋與閉環控制系統的工作過程方法技巧
方法一????控制系統的組成分析
1.根據控制系統名稱,分析控制系統的控制目的,先判斷該系統的被控對象及輸出量、輸入量。
注意:被控對象與輸出量之間的從屬關系,只要知道其中一個即可得到另一個;先找輸出量,反推輸入量。
2.判斷開、閉環控制系統
方法一:根據輸入量和輸出量。
開環控制系統:輸入量和輸出量都是狀態量;輸入量與輸出量一般單位不同且不可比較。開環控制系統的目的:一種輸入狀態對應一種輸出狀態。
閉環控制系統:輸入量一般是設定值,輸出量一般是實際值;輸入量與輸出量單位相同且可以比較。
閉環控制系統的目的:使被控量(實際值)保持在給定量(設定值)范圍內。
方法二:根據檢測裝置。(通常情況,若題干中出現“A檢測到B”的形式,則A是檢測裝置,B不是輸入量就是輸出量。這時只要判斷B是輸入量還是輸出量即可判斷開、閉環)
開環控制系統:檢測裝置檢測輸入量。(此時檢測裝置不能寫入方框圖中,不是反饋裝置)
閉環控制系統:檢測裝置檢測輸出量。(此時檢測裝置寫入方框圖,作為
反饋裝置)3.完善方框圖
先填被控對象和輸出量(被控量)、再填輸入量(給定量);判斷開、閉環后,再根據被控對象找執行器和控制量,最后找起核心控制作用的控制器;
注意被控對象與輸出量(被控量)、執行器與控制量的從屬關系,以及輸出量(被控量)和控制量的區別。
例1????(2019屆浙江名校協作體聯考,10,2分)如圖所示是汽車的EPS電子輔助轉向系統。其工作原理:電子控制單元ECU根據轉矩傳感器檢測到的轉矩電壓信號、轉動方向和車速信號等,向電動機發出指令,使電動機輸出相應大小和方向的轉向助力轉矩,從而產生輔助動力。下列關于該控制系統的說法中,正確的是?(　　)A.轉矩傳感器檢測到的信號參與反饋
B.車速信號不屬于輸入量
C.控制量是轉向助力轉矩
D.被控對象是電動機解析　本題考查控制系統的組成分析。對于該EPS電子輔助轉向系統,被控對象是車輪,輸出量是車輪的轉向,輸入量是轉矩電壓信號、轉動方向和車速信號等,執行器是電動機,控制量是電動機輸出相應大小和方向的轉向助力轉矩,屬于開環控制系統。綜上,故選C。答案????C方法二????分析影響控制系統運行的干擾因素時的注意事項
1.干擾既存在于閉環控制系統中,也存在于開環控制系統中。
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.通常控制系統中的干擾因素不止一個,因此必須對可能存在的干擾進行全面的調查和分析。但并非所有干擾都需要采取抗干擾措施來克服,因為任何抗干擾措施的實現,都意味著系統結構的復雜和成本的增加。例2????(2016浙江3月學考,20,3分)某學校鈴聲控制系統的工作過程是:電腦根據設定的時間順序,發出電信號給功率放大器,使音箱發出鈴聲。各種干擾因素會造成系統工作不正常,下列不屬于干擾因素的是 (????　)
A.電腦中侵入病毒程序
B.響鈴時間順序設定錯誤
C.工作電壓超出系統正常工作范圍
D.系統附近使用無線電設備解析　本題考查干擾因素的概念。響鈴時間的設定是系統的輸入量,不屬于干擾因素,因此B項符合題意。答案????B

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