資源簡介

【考綱標準】
考點 考試內容 考核要求 選考真題分布 考試屬性
控制的手段與應用 控制的含義 b 2016年4月，綜合考查，2分； 必考
控制的手段和方法 a
控制的應用 b
控制系統的工作過程與方式 簡單開環控制系統的基本組成和工作過程 c 2019年4月，2分 2018年11月，2分； 2018年4月，2分； 2017年11月，2分； 2017年4月，2分；2016年10月，2分； 2016年3月，2分； 2015年10月，2分 必考＋加試
閉環控制系統的基本組成 b
簡單的閉環控制系統的方框圖 c
控制器和執行器的作用 c
閉環控制系統的干擾和反饋 反饋的含義 b 2016年3月，2分； 2015年10月，綜合考查，8分
簡單控制系統運行的主要干擾因素 c
閉環控制系統中反饋環節的作用 b
閉環控制系統的工作過程 b
功能模擬方法和黑箱方法 a
控制系統 的設計與 實施 控制系統方案的設計 c 2017年4月，2分

1.(2018·4月浙江省選考)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
解析　開環的輸入端也可能有傳感器，A錯誤；執行器發出的控制信號稱為控制量，C錯誤；除了給定量以外，能引起被控量發生變化的因素都是干擾因素，D錯誤。
答案　B
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2～3 題。

2.(2017·4月浙江省選考)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
解析　本題考查控制系統中的要素分析。從控制系統的流程圖中明顯可以看到執行器是驅動器。
答案　A
3.(2017·4月浙江省選考)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

解析　A錯誤，閉環的精確度更高；B錯誤，不能解決題干設定情景的問題；C、D選項比較，C在絲桿上安裝傳感器，不如安裝在輸出位置上，故D選項更合適。
答案　D
4.(2016·10月浙江省高考)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
解析　依據題意分析可知道，該控制系統是閉環控制系統；輸入量：設定氣壓；控制器：壓力控制電路；執行器：氣泵；被控對象：儲氣罐；輸出量：罐內實際氣壓值；比較裝置：壓力檢測。
答案　C
5.(2018·11月浙江省選考)如圖所示是某水溫控制系統示意圖。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氣的流量。下列因素的變化對蒸氣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
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。請根據上述說明，完成6～7題。
6.(2016·3月浙江省學考)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
解析　輸出量是鈴聲。
答案　D
7.(2016·3月浙江省學考)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　B選項屬于錯誤，與干擾無關。
答案　B
8.(2015·10月浙江省學考)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遞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.電熱偶
解析　電機、燃油噴嘴和聯動桿共同構成了執行器，電熱偶屬于檢測裝置(反饋環節)。
答案　C
如圖所示是石材切割機工作原理圖。通過人機界面將石材料的切割參數輸入控制器，控制器通過繼電器控制各個電機工作，工作臺將石材移至設定位置，橫梁下降，刀盤旋轉并沿著橫梁進給，完成切割。電機上的旋轉編碼器將電機的旋轉量轉換為計數脈沖信號，送入控制器中進行運算，控制器獲得各個方向的間接位移量，并與設定值比較，當達到設定值時控制器控制相應的電機停止轉動。請根據圖及其描述，完成9～10題。

9.(2019·4月浙江省選考)從系統角度分析，下列分析中不正確的是(　　)
A.切割機由驅動控制子系統、傳動子系統、支撐子系統等組成
B.任何一個電機損壞，都會影響切割機的工作，體現了系統的動態性
C.設計時建立數學模型，將切割參數轉化為控制參數，體現了系統分析的科學性原則
D.在移動部件上安裝位移傳感器獲得實際位移量，有利于提高控制精度
解析　B體現了系統的整體性。
答案　B
10.(2019·4月浙江省選考)該切割機的電機驅動控制系統中的被控對象是(　　)
A.電機 B.刀盤
C.橫梁 D.石材
解析　該系統是電機驅動控制系統，被控對象是電機。
答案　A
11.(2017·11月浙江省選考)如圖所示是三相異步電動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；裝在電動機輸出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
12.(2016·10月浙江選考)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)該裝置防雨的手段屬于________(在①手動控制；②自動控制中選擇合適選項，將序號填在空格處)。
(2)該系統中的傳感器可選用________(在①熱敏傳感器；②光敏傳感器；③濕敏傳感器中選擇合適的選項，將序號填在空格處)。
(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，將序號填寫在空格處)。
(4)為了實現傍晚時能將衣物收回室內，對該系統優化的有效措施是________和________(在①提高傳感器的靈敏度；②增加溫度檢測及對應的控制子系統；③增加光線檢測及對應的控制子系統；④增加定時控制子系統中選擇合適的選項，將序號填寫在空格處)。
(5)下列因素中，不屬于影響本系統優化的因素是________(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，將序號填寫在空格處)。
答案　(1)②　(2)③　(3)②　(4)③?、?順序不限)　(5)④

一、控制與控制系統
1.控制的手段和應用
(1)三要素：控制對象、控制目的、控制手段。
(2)分類：人工控制和自動控制；機械控制、氣動控制、液壓控制、電子控制等。
2.控制系統：開環控制系統、閉環控制系統。
3.開環控制系統
(1)控制系統的輸出量不對系統的控制產生任何影響，稱為開環控制系統；
(2)方框圖：

4.閉環控制系統
(1)控制系統的輸出量返回到輸入端并對控制系統過程產生影響的控制系統，稱為閉環控制系統。
(2)方框圖

【例1】 電梯都配有超載報警系統，其工作原理是：傳感器檢測電梯的載重量，控制電路進行判斷，若載重量超過設定值則接通電子開關，報警器發出聲、光信號進行報警。關于該報警控制系統，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
C.執行器是報警器 D.輸出量是有、無聲光信號
解析　依據題意，其流程圖為：
→→

能根據工作過程畫出流程圖，就比較簡單，選D。
答案　D
【例2】 (2016·8月溫州模擬)如圖所示為一款循跡小車，在其車頭底部裝有兩個金屬感應探測頭，當左探測頭探測到金屬信號，增加小車右輪電機速度，使車子左轉，直到探測頭探測不到金屬信號；右探測頭探測到金屬信號時，情況相反；當左右探測頭都沒有探測到金屬信號時，左右輪電機轉速相同，車子直行。關于該控制，以下說法正確的是(　　)

A.被控對象是軌道 B.控制器是探測頭
C.執行器是電機 D.輸入量是車子速度
解析　根據題干情景和開閉環分析得知，該控制系統屬于開環控制系統。輸入量是檢測信號(左右探頭信號)，控制器題干中沒有描述，實為控制電機轉速的裝置，執行器是電機，被控對象是小車，輸出量是車子行駛狀態。
答案　C
【例3】 如圖所示是噴漆室的空調送風控制系統原理圖，當壓力傳感器檢測到風機出風口處的壓力低于設定值時，PLC 運算控制器控制風機電機提高轉速，使風機出口處的壓力升高到設定值。下列關于該控制系統的分析中正確的是(　　)

A.該控制系統是開環控制系統
B.輸入量是壓力傳感器檢測到的壓力
C.輸出量是風機出口處的壓力
D.執行器是壓力傳感器
解析　該控制系統屬于閉環，輸入量為設定壓力，執行器為風機電機。
答案　C

1.開環、閉環控制系統的判定

定義判定法 開環：系統的輸出量對系統的控制不產生任何影響。閉環：系統的輸出量返回到比較器對系統控制產生影響
輸入、輸出判定法 閉環的輸入和輸出是一種類型
信號傳遞判定法 開環控制系統信號單向傳遞；閉環控制系統信號形成環狀
反饋判定法 有反饋，則為閉環
2.易錯開環控制系統的過程分析
實例 工作過程流程圖
紅綠燈
聲光控燈
音樂噴泉
自動門
超速抓拍
3.解題一般步驟
(1)首先判定是開環還是閉環；
(2)其次畫出其工作的流程圖，盡量從題干中尋找部件名稱；
(3)對號入座，找出題目考查的要素。Ｋ
二、干擾和反饋
1.干擾：控制系統中，除輸入量(給定量)之外，引起輸出量(被控量)變化的各種因素。
2.反饋：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，并與輸入量進行比較的過程。分為正反饋和負反饋。
3.功能模擬法和黑箱方法。
4.開環、閉環控制系統的比較
(1)閉環控制系統的核心是通過反饋來減少被控量的偏差；
(2)閉環控制系統的精確度更高。
三、控制系統的設計
1.選擇開環或閉環控制系統；
2.分析控制對象的特征；
3.分析干擾因素；
4.確定被控量和控制量；
5.選擇執行器等；
6.其他(設計圖紙等)。
【例4】 如圖所示為紙漿濃度控制系統工作原理示意圖，其工作原理是：控制器將傳感器檢測到的配漿濃度與設定值相比較，根據偏差值控制電動調節閥調節清水流量，從而使配漿濃度達到設定值。請回答(1)～(3)題。

(1)該控制系統的傳感器應該選用(　　)
A.濃度傳感器 B.流量傳感器
C.壓力傳感器 D.溫度傳感器
解析　題干中信息比較明確，檢測濃度，故選A。
答案　A
(2)在該控制系統工作原理示意圖中，不直接參與濃度自動控制的部件是(　　)
A.電動調節閥 B.控制器
C.傳感器 D.手動取樣閥
解析　寫出該控制系統的流程圖，可以發現手動取樣閥與系統控制無關，故選D。
答案　D
(3)該控制系統的輸入量及輸出量分別是(　　)
A.清水流量；配漿流量
B.原漿濃度；配漿濃度
C.紙漿濃度的設定值；實際配漿濃度
D.取樣檢測濃度；配漿濃度設定值
解析　根據題意分析可知，該控制系統是閉環控制系統，輸入量是設定濃度值，輸出量為實際配漿濃度，故選C。
答案　C
【例5】 遙控編碼探雷器主要由遙控發送器及接收器組成，采用類似WIFI技術，通過編碼自動識別遙控信號。探雷器在遙控器按鍵的操控下，能在布雷區域內前、后、左、右運動。探雷器底部裝有感應器，可以感應下方埋藏的用磁鐵模擬的“地雷”，當探雷器行駛到“地雷”上方時，探雷器上的紅色LED燈亮，提示此處埋有“地雷”。請根據描述和示意圖，完成以下任務：
(1)該系統的控制手段和控制方式分別屬于　　　　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)該控制系統的被控對象是　　　　(在①地雷；②遙控發送器；③探雷器；④紅色LED燈中選擇合適的選項，將序號填寫在“　　　　”處)；
(3)該系統中的傳感器應選用　　　　(在①紅外傳感器；②干簧管；③溫度傳感器中選擇合適的選項，將序號填寫在“　　　　”處)；
(4)人在探雷的過程中操控探雷器找不到埋藏的“地雷”，較可能的原因是　　　　和　　　　(在①編碼地址出問題；②感應器出問題；③電池電力不足；④紅色LED燈正負極接反了中選擇合適的選項，將序號填寫在“　　　　”處)。
答案　(1)①③　(2)④　(3)②　(4)②④
【例6】 為了改善生活環境，小明的爸爸在自家的陽臺上種了些綠色植物。但是，讓他爸爸煩惱的是，每當他們出門在外，家里沒人給植物澆水時，植物就會枯死。小明想幫助爸爸解決這一煩惱，并決定采取兩種方案。
方案一：采用開環實現
(1)畫出控制框圖；
(2)試說明該控制系統優點和缺點。
方案二：采用閉環實現
(1)畫出控制框圖；
(2)試說明該控制系統優點和缺點。
答案　方案一：采用開環實現
(1)
(2)優點：系統結構簡單；該系統每天采用定時一段時間進行澆水，實現自動功能；
缺點：控制精度不高；土壤濕度不能人為調節；
方案二：采用閉環實現
(1)

(2)優點：能夠控制土壤的濕度，濕度可以調節；
缺點：成本較高。

易錯閉環控制系統的過程分析
實例 工作過程流程圖
溫度控制如冰箱、空調等　　
家用壓力鍋
水箱水位控制
自動電水壺
糧庫溫、濕度自動控制系統
　　　
考點1　控制系統及其應用
1.如圖所示是一款智能垃圾桶。投垃圾時，手或垃圾靠近感應區上方，桶蓋會自動打開，投入后桶蓋會自動關閉，該控制系統的控制手段和控制方式屬于(　　)

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
解析　首先是自動控制，桶蓋打開的過程中并無人參與，自動完成；系統的輸出量對系統的控制沒影響，所以是開環，故選B。
答案　B
2.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、開環控制 B.自動控制、閉環控制
C.自動控制、開環控制 D.手動控制、閉環控制
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
3.如圖所示是一款太陽能飯盒，每個飯盒都有獨立的溫度控制系統，當飯煮熟后，自動進入保溫狀態，該飯盒溫度控制系統的控制手段和控制方式屬于(　　)
A.手動控制、開環控制 B.自動控制、閉環控制
C.自動控制、開環控制 D.手動控制、閉環控制
解析　人沒有全程參與，整個控制過程由系統自動完成，視為自動控制，溫控系統需控制溫度，隨時檢測溫度與設定值比較，有反饋比較環節，并根據反饋比較調整控制，是閉環控制系統。
答案　B
考點2　控制系統的工作過程與方式
4.如圖所示是儲氣罐氣壓控制系統原理圖，當檢測裝置檢測到儲氣罐中的氣壓低于設定值時，控制器控制壓縮機運轉，使儲氣罐的氣壓升高到設定值。該控制系統的方框圖是(　　)


解析　該控制系統的控制過程存在反饋，所以該控制系統為閉環控制，所以排除A和B；另外被控對象應該是被控量的主體，本題的被控對象為儲氣罐。
答案　C
5.如圖所示是生活變頻恒壓供水系統的示意圖。它由水泵機組、測壓穩壓罐、壓力傳感器、斷水保護探頭、變頻控制柜等組成。通過安裝在管道上的遠傳壓力傳感器，將壓力信號傳送給變頻控制器，從而控制水泵機組的運轉和轉速，達到改善供水情況，實現用戶管網水壓穩定的目的。請根據示意圖和描述，完成以下任務。

(1)該系統的控制手段和控制方式分別屬于　　　　和　　　　(在A.液壓控制；B.電子控制；C.開環控制；D.閉環控制中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處)；
(2)該控制系統的被控對象是　　　　(在A.穩壓罐；B.管道中的水；C.水泵機組中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處)；
(3)該控制系統中的輸出量是　　　　(在A.機組的運轉和轉速；B.設定的水壓；C.管道中的水；D.管道中的水壓中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處)；
(4)該系統設計時既要考慮使用操作方便、節能環保、抗干擾、便于維護，還要統籌兼顧成本、安裝等要素，這體現了系統分析的　　　　原則(在A.整體性；
B.科學性；C.綜合性中選擇一項，將序號填寫在“　　　　”處)。
答案　(1)B　D　(2)B　(3)D　(4)C
考點3　閉環控制系統的干擾和反饋
6.如下圖所示是一款汽車卸煤噴水系統。檢測裝置采集運煤汽車到位及離開信號，并將采集的信號傳到控制器，控制器根據預設的程序指令，控制電磁閥定時開啟，除塵噴頭持續噴水，清除因汽車卸煤產生的煤塵。下列有關該噴水系統說法正確的是(　　)

A.該系統存在反饋
B.控制器壞了是干擾因素
C.輸出量是否噴水
D.輸入量是卸煤車間的煤塵量
解析　該系統為開環，不存在反饋；控制器壞了，該系統不能正常工作，這不是干擾因素；輸入量為采集運煤汽車是否到位，輸出量為是否噴水。故選C。
答案　C
7.如圖為某設計單位設計的一款機械手草圖，設計成能模仿人的各種動作。這種采用機器手的設計方法屬于(　　)

A.黑箱方法 B.移植方法
C.虛擬方法 D.功能模擬方法
解析　黑箱法和功能模擬法是控制系統中很重要的技術思想方法。
答案　D

一、選擇題
1.如圖所示為某學生利用所學的知識設計光控百葉窗啟閉控制系統，其工作過程是：光敏電阻檢測環境亮度高過某一個亮度時，Arduino控制板發出命令控制電機運轉，使百葉窗關閉，反之百葉窗處于開啟狀態。關于該控制系統說法正確的是(　　)

A.該控制系統存在反饋
B.該控制系統的控制器為光敏電阻
C.該控制系統的執行器為電機
D.該控制系統的被控對象為Arduino控制板
解析　依據題干信息和所學分析可知，本控制系統屬于開環控制系統。輸入量：檢測信號，控制器是Arduino控制板，執行器是電機，被控對象是百葉窗，輸出量是百葉窗的狀態(開或關)。
答案　C
2.(2016·9月嘉興聯考)風力發電機運行時風輪對準風向才能獲得最大風能，如圖所示是風力發電機跟蹤風向的控制系統示意圖，風向測定裝置將檢測到的風向信號送給迎風控制裝置與設定值比較，迎風控制裝置根據角度偏差信號控制偏航電機運轉，調整風輪角度，使風輪始終對準風向。關于該控制系統，下列說法正確的是(　　)

A.被控對象是風輪 B.反饋裝置是偏航電機
C.輸入量是風力大小 D.輸出量是風輪是否轉動
解析　依據題意分析可知，該控制系統屬于閉環控制系統；輸入量是設定值，控制器是迎風控制裝置，執行器是偏轉電機，被控對象是風輪，輸出量是實際位置，檢測裝置是風向測定裝置。
答案　A
3.如圖所示是一款節能扶梯，當傳感器檢測到乘客后，控制電路控制電機，使扶梯從慢行狀態逐漸加速到正常運行速度；當乘客離開后自動延時2～3秒鐘，扶梯再減速到慢行狀態。下列關于節能扶梯控制系統分析中，正確的是(　　)

A.控制方式屬于閉環控制
B.控制量是扶梯慢行速度與正常速度的差值
C.輸入量為傳感器接受的信息
D.輸出量是自動延長的時間
解析　該系統屬于開環；控制量是電機轉動量；輸出是電梯的運行狀態。
答案　C
4.如圖所示為某公司生產的兩輪自平衡電動車，它應用“動態穩定”的工作原理，使車輛具備自動平衡的能力。出廠時，電動車被設定好平衡姿態，內置的陀螺儀能判斷車身當前所處的姿態，由中央微處理器計算出適當的指令后，驅動馬達來達到平衡的效果。關于該自動平衡控制系統，以下說法不正確的是(　　)

A.輸出量是電動車的姿態
B.被控對象是馬達
C.控制器是微處理器
D.反饋裝置是陀螺儀
解析　被控對象是平衡電動車。
答案　B
5.如圖所示是改造后西湖音樂噴泉的瞬間照片。音樂噴泉原理是將音頻信號轉換成電信號，電信號通過變頻器控制水泵使水泵的壓力隨音樂的節奏的變化而變化，從而控制水柱高低。關于該音樂噴泉控制系統，以下說法正確的是(　　)
A.執行器是變頻器
B.控制器是水泵
C.輸入量是音頻信號
D.被控對象是水柱的高低
答案　C
6.如圖所示是自動門示意圖。當人走進感應區域時，檢測裝置探測到人體信號，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。當門開啟之后，控制電路將作出判斷，如果沒有人在感應區域內，就通知電機做反向運轉，將門關閉。關于該控制系統，下列說法中正確的是(　　)

A.輸入量是人體信號，所以是人工控制
B.門開啟之后可以自動關閉，存在反饋環節
C.自動門的開啟或關閉與檢測裝置是否檢測到人體信號相對應
D.有人在感應區內從門口經過不會對系統的控制產生干擾
解析　檢測裝置檢測到人體信號，門開；檢測裝置未檢測到人體信號，門關。
答案　C
7.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控制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
解析　被控對象是國旗。
答案　D
8.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，關于該控制系統的組成，下列說法中不正確的是(　　)

A.被控對象是水箱中的水 B.控制器是加熱絲
C.被控量是出水溫度 D.設定量是所要求的水溫
解析　從“使水溫達到設定值”中，可以確定是閉環控制系統；從“控制電路接通加熱絲，加熱儲水箱中的水”等文字中，可以知道控制器是控制電路，執行器是加熱絲；從“電熱水器溫度自動控制系統”可知，被控對象是水箱或水箱中的水。
答案　B
9.如圖所示的汽車自適應前照燈系統AFS是目前國際上在車燈照明上的新技術之一，它的研發對汽車夜晚行車安全起到了很大的作用。其工作原理為：傳感器將檢測到的車速信號和方向盤轉角信號傳遞給ECU，ECU根據傳感器檢測到的信號，控制馬達的轉動，使前照燈轉過相應的角度。下列關于該控制系統說法正確的是(　　)

A.該控制系統中存在檢測裝置
B.控制量為前照燈轉動的角度
C.輸出量為前照燈的實際角度
D.AFS可以在夜晚使用，體現了黑箱方法
解析　該控制系統為開環，不存在反饋，但存在檢測裝置；控制量是馬達的轉動；輸出量為前照燈轉過相應角度；AFS可以在夜晚使用，沒有體現了黑箱方法。 故選 A。
答案　A
10.如圖所示是一款能夠監控機房內溫度、濕度的儀器。當其溫度或濕度高于設定上限或低于設定下限時，會自動發出報警聲。以下分析正確的是(　　)
A.機房內外的聲音會對該報警系統產生干擾
B.溫度、濕度上下限要人為設定的，該報警系統為人工控制
C.溫度、濕度是輸入量，報警聲是輸出量
D.報警器是該控制系統的執行器
解析　溫度、濕度控制，聲音不會造成影響；整個工作過程沒有人參與控制，屬于自動控制；報警器是被控對象。
答案　C
11.恒溫式燃氣熱水器的溫度控制系統為閉環控制。下列因素中，不屬于該系統干擾因素的是(　　)
A.燃氣的流量 B.進水的流量
C.進水的溫度 D.出水的溫度
解析　因為出水的溫度會被傳感器檢測并返回到輸入端。
答案　D
12.趙明同學設計了一個雞用飲水器，其機構原理如圖所示。當三角形飲水盤水位下降到一定值時，飲水盤重量減輕，彈簧使水閥控制桿向上運動，水閥打開，水從進水管流入飲水盤，當水位達到設計水位時，飲水盤重量增加，對彈簧的拉力增加，使水閥控制桿向下運動，關閉水閥。這樣飲水盤中的水位能自動維持在設計高度上。下面對該系統的說法，正確的是(　　)

A.該控制系統是開環控制系統，輸入量是設計水位高度
B.該控制系統是閉環控制系統，檢測裝置是彈簧
C.該控制系統是開環控制系統，被控量是水閥
D.該控制系統是閉環控制系統，控制器是水閥控制桿
解析　依據題干描述，本控制系統的方框圖為：

答案　B
13.小強用恒溫箱進行實驗時，發現恒溫箱的溫度持續升高，無法自動控制。經檢查，恒溫箱的控制器沒有故障。參照下圖，下列故障判斷正確的是(　　)

A.只可能是熱敏電阻出現故障
B.只可能是溫度設定裝置出現故障
C.熱敏電阻和溫度設定裝置都可能出現故障
D.可能是加熱器出現故障
解析　典型的單閉環控制系統，溫度持續升高——加熱器好，控制器沒有故障——控制器好。故選C。
答案　C
14.如圖所示是一款鑰匙尋找器，只要吹個口哨，尋找器一聽到高頻率的聲音(口哨聲)，內置芯片啟動電子開關閉合，揚聲器發出“嗶嗶”的響聲，LED燈一閃一閃發光，鑰匙在哪兒就知道了。關于該控制系統，以下說法中正確的是(　　)
A.輸出量是有沒有聲光信號
B.被控對象是鑰匙
C.控制器是電子開關
D.控制量是聲音頻率的高低
解析　被控對象是揚聲器和LED；控制器是芯片；控制量是電子開關的開與合。
答案　A
15.如圖所示，導彈飛行線路的控制過程是：事先將飛行線路的地形信息存儲于導彈計算機，導彈在飛行時對實際地形進行測量并與存儲信息進行比對修正，通過計算機調整導彈翼片來保證正確的飛行路線。結合該事例，以下說法正確的是(　　)
A.導彈飛行路線控制是一個開環控制
B.事先存儲的地形信息是導彈飛行線路控制中的控制量
C.計算機既是控制器又是比較器
D.導彈飛行線路控制中，翼片轉動程度是被控量
解析　依據開環、閉環的涵義，可以分析得出本控制系統為閉環控制系統，A錯。事先存儲好的信息應是輸入量，故B錯。D項被控量即輸出量應為導彈飛行的實際路線。
答案　C
某廠設計了一款智能煤氣泄漏報警燈，它的工作原理是：當探測器檢測到廚房的煤氣濃度超過設定值時，外置主控制器控制電磁繼電器導通，使報警燈報警；報警的同時，該裝置還能夠自動向事先設定的手機號碼發送信息，提醒使用者注意。根據描述，完成第16～17題。
16.下列選項中，對智能煤氣泄漏報警燈控制系統描述正確的是(　　)
A.控制量是電磁繼電器的通、斷
B.被控對象是手機
C.探測器主要起反饋作用
D.輸入量是預先設定的手機號碼
解析　執行器是電磁繼電器，故控制量為電磁繼電器的通、斷。
答案　A
17.無人狀態下為了防止煤氣泄漏，對該控制系統進行優化，其中最合理的優化措施為(　　)

A.當煤氣濃度超過設定值時，主控制器控制電磁閥吸合，將煤氣切斷

B.當煤氣濃度超過設定值時，主控制器控制電磁繼電器吸合，開啟排風扇

C.增加一個煤氣檢測控制系統，將廚房內的煤氣濃度控制在設定濃度

D.增加一個人體紅外線感應子系統，有人時可以使用煤氣，無人時不通煤氣
解析　A方案更安全。
答案　A
如圖所示為電冰箱溫度控制系統，當電冰箱內的溫度上升時，感溫包內的氣體膨脹，使傳動盒向外伸脹，通過連桿使觸點閉合，壓縮機M開始工作，連續制冷，溫度下降，溫度降低到某個值時，觸點斷開，制冷停止，如此反復使電冰箱溫度保持在設定的溫度范圍內。請根據示意圖及其描述，完成第18～19題。

18.下列關于電冰箱溫度控制系統說法中正確的是(　　)
A.逆時針轉動調節旋鈕，連桿向右偏移，壓縮機的工作時間將延長
B.彈簧的彈性變差是溫度控制系統的干擾因素
C.感溫包穿孔將會導致冰箱頻繁啟動
D.感溫包被霜覆蓋后，將導致無法正常制冷
解析　感溫包被霜覆蓋后，當電冰箱內的溫度上升時，感溫包無法感知，將導致電冰箱無法正常制冷。
答案　D
19.下列框圖中正確描述電冰箱溫度控制系統工作方式的是(　　)

解析　該控制系統為閉環控制系統，輸入為設定溫度，輸出為實際溫度。故選D。
答案　D
20.如圖所示是工業鍋爐利用重錘進行壓力控制的示意圖，重錘掛在橫桿上，桿的支點在最左端，中間是鍋爐的排氣孔。當鍋爐內的蒸汽壓力過大，超過設定值，就會沖開排氣孔上的重錘，釋放一定的氣體；氣體釋放后，氣壓降低，使得重錘又重新落下封閉排氣孔；周而復始，保持鍋爐內的氣壓不超過規定值。關于該壓力控制系統，以下說法中正確的是(　　)

A.將重錘往橫桿的右端移動一段距離，可以增大鍋爐的蒸汽壓力
B.該控制需要人為調節重錘的位置，是一種人工控制
C.該壓力控制系統存在反饋環節
D.輸出量是排氣孔是否釋放氣體
解析　將重錘往橫桿的右端移動一段距離，可以減小鍋爐的蒸汽壓力；該控制是一種自動控制；輸出量是設定壓力。
答案　C
二、非選擇題
21.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：
―→―→Ｋ
(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)。
(3)該系統在運行時需要解決下面的問題，當乘客進入檢測傳感器檢測范圍時，扶梯正常運行，當乘客隨著扶梯運行離開檢測范圍后，扶梯又回到緩慢運行狀態，而此時乘客還沒離開扶梯。從合理性、可行性方面考慮，以下措施中合理的是　　　　(在下列措施中選擇一項，將序號填寫在“　　　　”處)。
①控制器中安裝計時器，當有乘客進入時，扶梯正常運行，計時器開始計時；若達到設定的乘客離開扶梯的時間，無其他乘客進入，扶梯自動緩慢運行，有其他乘客進入時，計時器將重新計時。
②在扶梯上布滿檢測傳感器，保證乘客在扶梯上的任一位置都能被檢測到，只有乘客完全離開扶梯時，扶梯才會緩慢運行。
③在每個踏步上安裝檢測傳感器，只要踏步上有乘客便正常運行，無乘客時便緩慢運行。
答案　(1)①檢測傳感器檢測到是否有人的信號?、陔妱訖C和傳動裝置?、鄯鎏荨、苓\行速度　(2)①　(3)①
22.如圖所示是某單位車牌識別系統，攝像機采集駛入車輛的車牌信息傳輸給計算機，計算機將車牌信息與登記的信息進行比較，若判斷為本單位車輛，啟動道閘電機，欄桿豎起放行。請根據示意圖和描述，完成以下任務：

(1)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)；
(2)該系統的被控對象是　　　　(在①駛入車輛；②攝像機；③道閘電機；④欄桿中選擇合適的選項，將序號填寫在“　　　　”處)；
(3)該系統識別車牌的檢測裝置應為　　　　(在①紅外探頭；②攝像頭；③位移傳感器中選擇合適的選項，將序號填寫在“　　　　”處)；
(4)為了提高該系統的識別效率，以下優化措施中有效的是　　　　和　　　　(在①在其它角度增加一臺攝像機；②改進計算機識別車牌信息的算法；③增加系統管理員的人數；④加大欄桿道閘電機的功率中選擇合適的選項，將序號填寫在“　　　　”處)。
答案　(1)②③　(3)④　②　(4)①②或者②①
23.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)；
(4)為了實時監測汽車行駛速度，應用雷達技術探測汽車的位置變化信號，通過數學模型計算出汽車的行駛速度，判斷是否超速。這體現了系統分析的　　　　原則(在①整體性；②科學性；③綜合性中選擇一項，將序號填寫在“　　　　”處)；
(5)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　(1)①　(2)②　(3)②　(4)②　(5)③
24.如圖所示為汽車倒車雷達的示意圖，讓汽車倒車至障礙物一定距離時，超聲波傳感器將感知的信號輸入主機，主機進行分析判斷后發出命令讓繼電器閉合，讓蜂鳴器發出報警聲，提醒駕駛員做好剎車準備。

(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(被控量)是　　　　(在①汽車至障礙物的實際距離值；
②繼電器閉合；③報警聲中選擇一項，將序號填寫在“　　　　”處)。
(4)在設置超聲波的提醒距離時，要科學分析超聲波原理和駕駛員的反應速度之間的關系，用數理統計的方法來確定。這體現了系統分析的　　　　原則(在①整體性；②科學性；③綜合性中選擇一項，將序號填寫在“　　　　”處)。
(5)汽車倒車雷達在使用時會受到各種干擾，以下因素中不屬于干擾因素的是　　　　(在①超聲波傳感器靈敏度變差；②小孩子的尖叫聲；③車后突然跑過的小狗中選擇一項，將序號填寫在“　　　　”處)。
答案　(1)①　(2)②　(3)③　(4)②　(5)②
25.如圖所示為機械臂運動限位系統示意圖。位置傳感器設置在機械臂的左右需要限位的位置，當機械臂左右運動靠近位置傳感器時，位置傳感器感知到機械臂接近并在達到規定的檢測距離并給PLC發送信號，經伺服電機使機械臂停止運行，從而使機械臂在一定位置范圍內運轉。

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閉環控制中選擇合適的選項，將序號填寫在“　　　　”處)；
(2)該控制系統的執行器是　　　　(在①機械臂；②伺服電機；③PLC中選擇合適的選項，將序號填寫在“　　　　”處)；
(3)若將該機械臂應用于工件的抓取，檢測到有工件時機械臂能自動張開抓取，下列可以采用的傳感器是　　　　(在①熱敏電阻傳感器；②超聲波傳感器；③濕度傳感器中選擇合適的選項，將序號填寫在“　　　　”處)；
(4)機械臂的運轉過程會受到各種干擾，以下因素屬于干擾因素的是　　　　和　　　　(在①運轉過程中底座搖晃；②調整位置傳感器的位置；③伺服電機與機械臂之間的摩擦；④周圍環境亮度變暗中選擇合適的選項，將序號填寫在“　　　　”處)。
答案　(1)②?、堋?2)②　(3)②　(4)①　③
26.造紙廠采用一套自動控制紙張厚度的系統，β射線穿過紙，在另一側接收β射線，如果紙偏厚或偏薄，穿過紙以后的β射線就會變化，控制器利用檢測到的β射線的變化來控制軋輥調整裝置來調整軋輥之間的間隙，控制紙張達到要求的厚度。

(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)該控制系統的被控量是　　　　，執行器是　　　　　　　　　　　　　　；
(4)如果接受器落上灰塵，引起紙張厚度變化，這種因素在控制系統中稱為　　　　。
答案　(1)②　(2)②　(3)軋輥之間的間隙　軋輥調整裝置　(4)干擾
27.無繩蒸汽電熨斗，由發熱元件、溫控器、指示燈、電源接線柱和電源插頭等組成的。使用時，先給水箱注水；順時針擰動調檔按鈕到合適的功率檔位，插上電源， 使溫控器對發熱元件通電發熱，對電熨斗底板進行加熱，同時工作指示燈亮，本產品帶恒溫功能，當溫度超過恒溫額定溫度時，恒溫功能啟動并自動切斷電源；當溫度下降到低于額定溫度時，機器會自動接通電源并繼續對電熨斗底板加熱。另外本產品還有自動關熄功能，如果熨斗未使用的時間達到8分鐘，熨斗將自動關閉。要讓熨斗再次加熱，必須取下熨斗(如果熨斗在基座上)，然后將其放回基座。

(1)該溫度控制系統的控制方式和控制手段分別屬于　　　　、　　　　(在①開環；②閉環；③手動；④自動選擇一項，將序號填寫在“　　　　”處)；
(2)該恒溫控制系統的最終控制對象是　　　　(在①指示燈；②水箱；③調檔按鈕；④電熨斗底板中選擇一項，將序號填寫在“　　　　”處)；
(3)本產品還有自動關熄功能，如果熨斗未使用的時間達到8分鐘，熨斗將自動關閉。要讓熨斗再次加熱，必須取下熨斗(如果熨斗在基座上)，然后將其放回基座。這主要體現了系統的　　　　性(在①目的；②整體；③環境適應；④動態性中選擇一項，將序號填寫在“　　　　”處)；
(4)下列因素中屬于該溫度控制系統優化的影響因素的是　　　　(在①被熨燙衣服的大??；②熱能主機功率；③基座溫度；④室外氣溫，請選擇一項，將序號填寫在“　　　　”處)。
答案　(1)②　④　(2)④　(3)①　(4)②
28.(2016·9月嘉興聯考)如圖所示是一款智能LED小夜燈，直接插在墻壁的電源插座上，晚上自動點亮，白天自動關閉。其內置的光敏傳感器將房間環境光照的變化信號輸入控制模塊，經控制模塊分析判斷后發出指令，通過電子開關來點亮或關閉LED燈。

(1)該系統的控制方式是　　　　(在①開環控制；②閉環控制中選擇合適的選項，將序號填寫在“　　　　”處)。
(2)該控制系統的被控對象和執行器分別是　　　　　和　　　　　(在①電源插座；②光敏傳感器；③控制模塊；④電子開關；⑤LED燈中選擇合適的選項，將序號填寫在“　　　　”處)；該控制系統的被控量是　　　　(在①環境光線的強弱；②電子開關的打開或關閉；③LED燈的亮或滅中選擇合適的選項，將序號填寫在“　　　　”處)。
(3)使用一段時間后，發現該燈需要在很強的光照下才能熄滅。出現該問題的原因可能是　　　　(在①電源電壓太高；②電子開關損壞；③光敏傳感器性能變化中選擇合適的選項，將序號填寫在“　　　　”處)。
(4)請觀察圖示，設計者的設計方案實現了LED小夜燈的自動控制，還在設計過程中發現并解決的另一個問題是_______________________________________。
答案　(1)①　(2)⑤　④　③　(3)③　(4)小夜燈遮擋、占用插孔的問題
29.(2017·1月溫州十校期末)如圖所示是空氣能熱水器控制系統。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，與設定的溫度值進行比較，達到設定的溫度值時，控制器控制蒸發器、壓縮機關閉。請回答下列問題。

(1)該定量控制系統的控制方式屬于　　　　(在①閉環控制；②開環控制中選擇一項，將序號填寫在“　　　　”處)；
(2)溫度傳感器在該控制系統中屬于　　　　　 (在①輸入處理裝置；②檢測反饋裝置中選擇一項，將序號填寫在“　　　　”處)；
(3)該控制系統的執行器與控制量分別是　　　　、　　　　(在①微電腦控制器；②蒸發器、壓縮機；③熱量；④溫度值中選擇合適的選項，將序號填寫在“　　　　”處)；
(4)溫度傳感器應該安裝在　　　　里(在①膨脹閥；②蒸發器；③儲水箱中選擇一項，將序號填寫在“　　　　”處)；
(5)使用時間過長后，微電腦控制器靈敏度會下降以及熱傳遞效率會下降，以下優化措施合理的是　　　　(在①定期更換蒸發器和儲水箱內的盤管；②定期清洗盤管上附著的水垢；③把冷水入口和熱水出口對調互換使用中選擇一項，將序號填寫在“　　　　”處)。
答案　(1)①　(2)②　(3)②　③　(4)③　(5)②
30.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屬于　　　　；廚房中天然氣濃度控制屬于　　　　。(在①開環控制；②閉環控制中選擇一項填在“　　　　”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執行器中選擇一項填在“　　　　”處)
(3)在該系統中當滾屏上顯示異常狀態時，風扇轉動，報警器響，這體現了系統的　　　　。(在①整體性；②相關性；③目的性；④動態性；⑤環境適應性中選擇一項填在“　　　　”處)
(4)設計該系統時，一旦天然氣濃度超過設定值時，既要實現風扇子系統的工作，又要實現報警，還要在滾屏上顯示異常，體現了系統分析的　　　　原則。(在①整體性；②科學性；③目的性；④綜合性中選擇一項填在“　　　　”處)。
答案　(1)①　②　(2)②?、堋?3)②　(4)④
31.如圖所示是室內濕度控制系統示意圖?？刂破鹘邮盏絺鞲衅鳈z測的室內濕度，當達到設定值的上限時，啟動風扇，將潮濕空氣吸入主機內，由內部的冷凝器凝成水珠，經排水管排出。當傳感器檢測到室內的濕度達到設定值的下限時，關閉風扇及冷凝器的電源。請完成以下任務：

(1)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“　　　　”)；
(2)該系統的被控對象是　　　　(在①風扇；②冷凝器；③辦公室；④主機中選擇合適的選項，將序號填寫在“　　　　”處)；
(3)該系統的傳感器應選用　　　　(在①溫度傳感器；②濕度傳感器；③壓力傳感器；④流量傳感器中選擇合適的選項，將序號填寫在“　　　　”處)；
(4)為了提高該系統的除濕效果，有效的優化措施是　　　　和　　　　(在①加大風扇的轉速；②提高傳感器的靈敏度；③降低濕度的設定值；④加大冷凝器的功率中選擇合適的選項， 序號填寫在“　　　　”處)。
答案　(1)②　④　(2)③　(3)②　(4)①?、?br/>
(共32張PPT)
【考綱標準】
考點 考試內容 考核要求 選考真題分布 考試屬性
控制的手段與應用 控制的含義 b 2016年4月，綜合考查，2分； 必考
控制的手段和方法 a
控制的應用 b
控制系統的工作過程與方式 簡單開環控制系統的基本組成和工作過程 c 2019年4月，2分
2018年11月，2分；
2018年4月，2分；
2017年11月，2分；
2017年4月，2分；
2016年10月，2分；
2016年3月，2分；
2015年10月，2分 必考＋加試
閉環控制系統的基本組成 b
簡單的閉環控制系統的方框圖 c
控制器和執行器的作用 c
閉環控制系統的干擾和反饋 反饋的含義 b 2016年3月，2分；
2015年10月，綜合考查，8分
簡單控制系統運行的主要干擾因素 c
閉環控制系統中反饋環節的作用 b
閉環控制系統的工作過程 b
功能模擬方法和黑箱方法 a
控制系統
的設計與
實施 控制系統方案的設計 c 2017年4月，2分
一、控制與控制系統
1.控制的手段和應用
(1)三要素：控制對象、控制目的、控制手段。
(2)分類：人工控制和自動控制；機械控制、氣動控制、液壓控制、電子控制等。
2.控制系統：開環控制系統、閉環控制系統。
3.開環控制系統
(1)控制系統的輸出量不對系統的控制產生任何影響，稱為開環控制系統；
(2)方框圖：
4.閉環控制系統
(1)控制系統的輸出量返回到輸入端并對控制系統過程產生影響的控制系統，稱為閉環控制系統。
(2)方框圖
【例1】 電梯都配有超載報警系統，其工作原理是：傳感器檢測電梯的載重量，控制電路進行判斷，若載重量超過設定值則接通電子開關，報警器發出聲、光信號進行報警。關于該報警控制系統，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
C.執行器是報警器 D.輸出量是有、無聲光信號
解析　依據題意，其流程圖為：
能根據工作過程畫出流程圖，就比較簡單，選D。
答案　D
【例2】 (2016·8月溫州模擬)如圖所示為一款循跡小車，在其車頭底部裝有兩個金屬感應探測頭，當左探測頭探測到金屬信號，增加小車右輪電機速度，使車子左轉，直到探測頭探測不到金屬信號；右探測頭探測到金屬信號時，情況相反；當左右探測頭都沒有探測到金屬信號時，左右輪電機轉速相同，車子直行。關于該控制，以下說法正確的是(　　)
A.被控對象是軌道 B.控制器是探測頭
C.執行器是電機 D.輸入量是車子速度
解析　根據題干情景和開閉環分析得知，該控制系統屬于開環控制系統。輸入量是檢測信號(左右探頭信號)，控制器題干中沒有描述，實為控制電機轉速的裝置，執行器是電機，被控對象是小車，輸出量是車子行駛狀態。
答案　C
【例3】 如圖所示是噴漆室的空調送風控制系統原理圖，當壓力傳感器檢測到風機出風口處的壓力低于設定值時，PLC 運算控制器控制風機電機提高轉速，使風機出口處的壓力升高到設定值。下列關于該控制系統的分析中正確的是(　　)
A.該控制系統是開環控制系統
B.輸入量是壓力傳感器檢測到的壓力
C.輸出量是風機出口處的壓力
D.執行器是壓力傳感器
解析　該控制系統屬于閉環，輸入量為設定壓力，執行器為風機電機。
答案　C

1.開環、閉環控制系統的判定
定義判定法 開環：系統的輸出量對系統的控制不產生任何影響。
閉環：系統的輸出量返回到比較器對系統控制產生影響
輸入、輸出判定法 閉環的輸入和輸出是一種類型
信號傳遞判定法 開環控制系統信號單向傳遞；閉環控制系統信號形成環狀
反饋判定法 有反饋，則為閉環

2.易錯開環控制系統的過程分析
實例 工作過程流程圖
紅綠燈

聲光控燈
音樂噴泉

自動門
超速抓拍
3.解題一般步驟
(1)首先判定是開環還是閉環；
(2)其次畫出其工作的流程圖，盡量從題干中尋找部件名稱；
(3)對號入座，找出題目考查的要素。
二、干擾和反饋
1.干擾：控制系統中，除輸入量(給定量)之外，引起輸出量(被控量)變化的各種因素。
2.反饋：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，并與輸入量進行比較的過程。分為正反饋和負反饋。
3.功能模擬法和黑箱方法。
4.開環、閉環控制系統的比較
(1)閉環控制系統的核心是通過反饋來減少被控量的偏差；
(2)閉環控制系統的精確度更高。
三、控制系統的設計
1.選擇開環或閉環控制系統；
2.分析控制對象的特征；
3.分析干擾因素；
4.確定被控量和控制量；
5.選擇執行器等；
6.其他(設計圖紙等)。
【例4】 如圖所示為紙漿濃度控制系統工作原理示意圖，其工作原理是：控制器將傳感器檢測到的配漿濃度與設定值相比較，根據偏差值控制電動調節閥調節清水流量，從而使配漿濃度達到設定值。請回答(1)～(3)題。
(1)該控制系統的傳感器應該選用(　　)
A.濃度傳感器 B.流量傳感器
C.壓力傳感器 D.溫度傳感器
解析　題干中信息比較明確，檢測濃度，故選A。
答案　A
(2)在該控制系統工作原理示意圖中，不直接參與濃度自動控制的部件是(　　)
A.電動調節閥 B.控制器
C.傳感器 D.手動取樣閥
解析　寫出該控制系統的流程圖，可以發現手動取樣閥與系統控制無關，故選D。
答案　D
(3)該控制系統的輸入量及輸出量分別是(　　)
A.清水流量；配漿流量
B.原漿濃度；配漿濃度
C.紙漿濃度的設定值；實際配漿濃度
D.取樣檢測濃度；配漿濃度設定值
解析　根據題意分析可知，該控制系統是閉環控制系統，輸入量是設定濃度值，輸出量為實際配漿濃度，故選C。
答案　C
【例5】 遙控編碼探雷器主要由遙控發送器及接收器組成，采用類似WIFI技術，通過編碼自動識別遙控信號。探雷器在遙控器按鍵的操控下，能在布雷區域內前、后、左、右運動。探雷器底部裝有感應器，可以感應下方埋藏的用磁鐵模擬的“地雷”，當探雷器行駛到“地雷”上方時，探雷器上的紅色LED燈亮，提示此處埋有“地雷”。請根據描述和示意圖，完成以下任務：
(1)該系統的控制手段和控制方式分別屬于　　　　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)該控制系統的被控對象是　　　　(在①地雷；②遙控發送器；③探雷器；④紅色LED燈中選擇合適的選項，將序號填寫在“　　　　”處)；
(3)該系統中的傳感器應選用　　　　(在①紅外傳感器；②干簧管；③溫度傳感器中選擇合適的選項，將序號填寫在“　　　　”處)；
(4)人在探雷的過程中操控探雷器找不到埋藏的“地雷”，較可能的原因是　　　　和　　　　(在①編碼地址出問題；②感應器出問題；③電池電力不足；④紅色LED燈正負極接反了中選擇合適的選項，將序號填寫在“　　　　”處)。
答案　(1)①③　(2)④　(3)②　(4)②④
【例6】 為了改善生活環境，小明的爸爸在自家的陽臺上種了些綠色植物。但是，讓他爸爸煩惱的是，每當他們出門在外，家里沒人給植物澆水時，植物就會枯死。小明想幫助爸爸解決這一煩惱，并決定采取兩種方案。
方案一：采用開環實現
(1)畫出控制框圖；
(2)試說明該控制系統優點和缺點。
方案二：采用閉環實現
(1)畫出控制框圖；
(2)試說明該控制系統優點和缺點。
答案　方案一：采用開環實現
(1)
(2)優點：系統結構簡單；該系統每天采用定時一段時間進行澆水，實現自動功能；
缺點：控制精度不高；土壤濕度不能人為調節；
方案二：采用閉環實現
(1)
(2)優點：能夠控制土壤的濕度，濕度可以調節；
缺點：成本較高。

易錯閉環控制系統的過程分析
實例 工作過程流程圖
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