系统与控制专题版+训练版

系统与控制 专题版
地址 山东省昌乐第一中学 邮编262400 姓名 王爱军 手机 13562640112 QQ 47396987
考情报告：
“系统与控制”所涉及到的内容非常贴近我们的生活，历年的基本能力高考试题中都有所涉猎，出题方式灵活多样，多与其他学科知识相整合。主要考查知识应用于生活，解决生活中的具体问题的能力。所以应该加强对这部分知识进行理解与应用方面的训练。2011年山东高考基本能力试题在21题、41题和47题中进行了的考查。这三道题赋值4分。就近两年的分值和难度来说与往年高考相比则有所上升。这充分说明了系统与设计在整个通用技术学科中作为高考的重点难点和常考点的重要地位。
时间
题号
题型
分值
相关内容
考查能力
2009
27
选择
1
考查学生对系统、控制等概念的理解和认识
①考查学生对系统与控制的基本概念的灵活掌握和深入理解。
②考查学生把所学知识融入生活，解决生活实际问题的能力。
③考查学生应用所学知识对具体问题的分析判断的能力。
2010
33
选择
2
考查学生对系统基本特性的理解和认识
48（1）
选择
1
考查学生对系统及控制分类的理解和认识
57(2)
填空
1
考查学生对控制系统的组成的理解和认识
2011
21
选择
1
考查学生对复杂系统的理解和认识
41
选择
1
考查学生对控制系统的组成的理解和认识
47（1）（2）
选择
2
考查学生对影响控制系统的干扰因素的理解和认识以及克服干扰方法的掌握
知识网络

高频考点剖析
重点透视一 系统的判断与基本特性
【状元笔记】
系统有大有小，有简单有复杂。对大的系统可以层层分解为若干个小的子系统。
系统的基本特性包括：整体性、目的性、相关性、动态性、环境适应性和层次性
例1：（山东高考基本能力·2011·21）高速公路电子收费系统（ETC）涉及了无线电通信、计算机、自动控制等多个知识领域。车辆在高速路出口驶入ETC车道时，系统对车辆身份进行识别，并从车辆IC卡中扣除相应通行费后，电动栏杆自动抬起，车辆即可通行。下列说法不正确的是
A.该系统体现了技术的综合性 B该系统收费过程没有利用数据库技术
C该系统收费使用“电子货币” D电动栏杆控制系统为ETC的子系统
答案：B 分析题意，该电子收费系统采用计算机等设备自动扣除车辆相应通行费用，故可判断一定采用了计算机数据库技术；而众多先进技术的应用则体现了技术的综合性；以IC卡结算相关费用，应用的是“电子货币”；电动栏杆系统是组成ETC系统的一部分，故属于该系统的子系统。
重点透视二 系统与控制的基本认识与理解
【状元笔记】
控制就是人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段和方法使事物沿着某一确定的方向发展。控制技术在生产生活中的应用比比皆是。
对于一个控制系统必须要明确三个问题：控制对象、控制目的和控制手段。
例2 ：山东高考基本能力·2009·27成语和俗语是千百年来人们生活智慧的结晶,其中不少蕴含着有关技术与设计的道理.下列与设计过程中的“结构”“流程”“系统”和“控制”依次对应的是
①见风使舵 ②铜墙铁壁 ③磨刀不误砍柴工 ④牵一发而动全身
A. ②③①④ B.②③④① C. ③②①④ D.③②④①
答案：B 本题考查学生对基本概念的理解。见风使舵，根据风向调整船舵来控制船行驶方向，故对应“控制”；铁墙铁壁，形容防御十分坚固与强度有关，故对应“结构”；磨刀不误砍柴工，形容做事前应合理筹划，故对应“流程”；牵一发而动全身，形容局部影响整体，故对应“系统”。
重点透视三 控制系统的判断
【状元笔记】
一个控制系统一般由输入量、输出量、控制器、执行器、被控对象和控制量组成。期中，闭环控制系统又比开环控制系统多了个起反馈作用的检测装置。
控制系统按有无人员直接干预控制过程，分为人工（手动）控制系统和自动控制系统。
按控制输出是否影响输入即系统输出和输入之间有无反馈，分为开环控制和闭环控制。
例3： 山东高考基本能力·2010·48（1）普通高压锅使用过程中，当锅内压力达到一定值时，压力阀会浮起并放气，使锅内压力维持在预定值水平。该压力控制系统是
①人工系统 ②自然系统 ③人工（手动）控制 ④自动控制
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
答案：A 本题重点考查系统和控制的分类。系统按组成元素性质分为人工系统和自然系统。压力锅是人工制作属于人造系统。根据锅内压力大小，压力阀会自动浮起释放压力而不需人员直接干预，可以判断该控制属于自动控制。
重点透视四 控制系统中的干扰
【状元笔记】
控制目的的精准实现，就是要避免变化不定的因素对系统的行为造成的不利影响。这种有害的因素我们称其为干扰因素。
例4：山东高考基本能力·2011·47人们在生活中享受美妙的音乐，但有时也会受到噪声的干扰。
(1)长时间处于噪声环境会对人的身心健康造成不良影响。下列说法正确的是
A．植树造林不能降低环境噪音 B．噪声是人体控制系统的干扰因素
C．不同工作环境的噪音标准相同 D．音乐声不会成为噪音
(2)选择合适的材料并对门窗的结构进行改造．可以提高门窗隔音教果：下列方案不能有
效阻隔噪声的是
A．将单层玻璃窗改为双层中空玻璃窗 B．在双层门板填充轻质多孔材料
C．在门扳与门框的接触面加装密封条 D．在单层普通商玻璃上贴反光膜
答案：（1）B (2) D （1）本题考查学生对噪声的认识以及噪声干扰对于人体系统的影响。噪声的物理学定义是指发生体做无规则振动时发出的声音。噪声会影响到人欣赏音乐的质量这一点显而易见。A，树木花草会吸收环境噪声减少噪音；C，噪音以分贝为单位，不同环境其标准是不一样的。如白天和夜间的噪音标准值就有明显差别；D，噪音的生理学定义是：凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音，以及对人们要听的声音产生干扰的声音。故D也是错误的。
（2）考查学生对克服干扰方法的掌握。A、B、C选项都属于提高控制系统抗干扰性能的方法。D的做法并不能有效阻隔噪声。
易混宝典
【易混点一】能否构成系统的判断
构成系统有三个条件：一、必须是由两个或两个以上要素组成；二、各要素之间相互关联共同构成一个整体；三、系统的功能是单个要素在独立状态下不具备的。
例5． 以下事物不可以看作是一个系统的是：( )
A、生态公园 B、唐三彩 C、一支粉笔 D、一部电影
答案：C此题考查学生对系统基本概念的理解。并由此判断某一事物是否属于系统。选项C，不能满足以上构成系统的三个条件，故不属于系统。
【易错警示】唐三彩是唐代烧制的彩色釉陶，以黄、白、绿为基本釉色，组成复杂属于系统。
【备考策略】遇到类似问题不要想当然，要严格按照构成系统的三个条件，逐一对号入座。
【易混点二】人工（手动）控制与自动控制的判断
控制系统必须在人的直接干预下才能完成控制任务。这种控制系统，我们称之为手动（人工）控制系统。
控制系统的控制过程中不需要人的干预，就可以按期望规律或预定程序进行的控制系统称之为自动控制系统。
例6．学校打铃系统一般由电脑控制，其控制系统为（ ）
A．机械控制、人工控制 B．电子控制、人工控制
C．机械控制、自动控制 D．电子控制、自动控制
答案：D 此题考查控制系统分类。电脑控制打铃,不需人直接干预，可判断属于自动电子控制
【易错警示】虽然打铃时间是人为设定但整个打铃控制过程是电脑自动完成的。要特别注意：自动控制同样少不了人的参与（不是干预），如接通电源、设定打铃时间等。
【备考策略】判断人工控制和自动控制关键是看控制是否需要在人的直接干预下才能完成。
【易混点三】开环控制与闭环控制的区别
开环控制系统中的输出量不对系统的控制产生任何影响。相对于闭环控制系统要简单的多。
闭环控制系统中的输出量对系统的控制作用有直接影响。系统中必须有检测和反馈环节。
例7现在市场上有一种利用红外线感应，采用机电结合的方式来控制自动冲水的红外线感应马桶自动冲水装置。请判断该控制系统属于（ ）
A．开环控制 B．闭环控制
C．人工与自动相结合 D．冲水水龙头的开启是开环控制，关闭是闭环控制
答案：A 当人进入开关感应范围时，专用传感器探测到人体红外光谱的变化，开关自动接通电机，开启冲水阀，完成自动冲水控制。输入人体红外光谱对应输出马桶冲水，无反馈属开环控制。
【易错警示】该控制系统是自动控制，很多同学误认为自动控制就是闭环控制。而不从其根本点输入与输出的关系上来判断。往往容易出错。
【备考策略】开闭环控制系统的判断依据就是看输出是否影响输入。闭环控制系统中一定有检测装置或传感器，并且对控制系统的输出量进行检测进而影响到输入量。
系统与控制 训练版
地址 山东省昌乐第一中学 姓名 王爱军
基础演练：
一、系统是普遍存在的，在宇宙间，从基本粒子到河外星系，从人类社会到人的思维，从无机界到有机界，从自然科学到社会科学，系统无所不在。可以这样说，人们不能脱离系统而存在。
1. 人常说“十个聋子九个哑”。 当一个人听不到自己的发音，就无法判断说话的效果，也就无法用语言来表达自己的愿望了。 生理学上将这种聋与哑的关系叫作语言的反馈。那么，此现象着重体现了系统的哪一个基本特性？（ ）
A 整体性 B相关性 C目的性 D环境适应性
2.“一支竹篙耶,难渡汪洋海； 众人划桨哟,开动大帆船。 一棵小树耶，弱不禁风雨； 百里森林哟,并肩耐岁寒。”励志歌曲《众人划桨开大船》所用的劳动号子风格流畅有力，朗朗上口被人们广为传唱。期中所体现的系统最基本的特性是（ ）
A 整体性 B 相关性 C 动态性 D 层次性
3.人类对系统的认识可以追溯到古代。人们早就在哲学、科学、军事、工程、天文历法等领域中，广泛进行系统的实践和系统的思维。古代朴素的系统思想强调对自然界整体性、统一性的认识。以下事例中哪个是系统思想的杰出运用。（ ）
A 西门豹治邺 B 李冰父子治水 C 治大国者若烹小鲜 D劳力者治于人
4.关于对系统的认识以下说法错误的是（ ）
A 子系统就是一个复杂系统的最小元素，不可再分
B从不同角度系统可被划分为不同类型。如钢笔既是人造系统又属于实体系统。
C系统的优化就是在给定条件下，通过一定的手段和方法，使系统获得最佳功能或效益的过程
D系统设计应综合考虑系统各个元素和子系统之间的联系，合理解决它们之间的矛盾冲突
二、人们为了实现自己的美好意愿，往往采取各种手段和方法使事物按着自己期望的方向发展。这就形成了控制。
5.据国外媒体报道，美国空军正在研制微型侦察飞机，他们的目标是实现微型化，外形好似鸟类和昆虫。早在两年前，研究人员就研制出电子甲虫，可通过笔记本电脑进行无线导航。借助于植入装置，他们能够刺激甲虫大脑操控翅膀，进而控制甲虫的起落和飞行。该电子甲虫控制系统属于（ ）
A 人工控制 开环控制 B 人工控制 闭环控制
C 自动控制 开环控制 D 自动控制 闭环控制
6. 标准化考场应达到一定的要求，如每个考生所占用的面积，有关的通风、温度要求，有关播音、音频、视频、灯光、桌椅高低及面积等，这就能给每个考生提供大致相同的考试环境，带有公平性和规范性。考场内视频监控系统能够对考试全过程实施全方位监控和即时录像，能有效地防范考生作弊行为的发生。对于监控摄像系统，下列环境因素中属于干扰因素的是（ ）
A.噪声 B.温度 C.风向 D.灰尘
7. 2011年7月1日，英国伦敦出现首个黄金自动售货机。该售货机是台机电一体的自动化装置，在接受到货币已输入的前提下，靠触摸控制按扭输入信号使控制器启动相关位置的机械装置完成规定动作，将黄金输出。要理解自动售货机的控制现象不包括（ ）
A 控制对象 B 控制目的 C 控制干扰 D控制手段
8. 北京时间7月9日凌晨《雅虎体育》报道，姚明已经知会联盟办公室以及NBA中国，正式宣布了自己退役的决定。姚明退役对NBA将是一巨大损失。假如把赛场上的姚明投篮看成一个控制系统，则下列判断错误的是( )
A．控制系统的控制器是人的大脑 B．控制系统的反馈环节是人的眼睛
C．控制系统的执行器是人的手 D．控制系统的被控量是篮球
9. 现在常用的声光控延时开关可以有效的控制楼道里灯的开启，传感器接收声音信号，经控制电路处理后驱动开关接通或关闭灯泡。该系统的控制对象是灯泡，控制量是（ ） A、灯泡的发光? B、声音的大小?? C、开关的通与断?? D、电源电压的高和低
10.关于对控制的认识，以下说法错误的是（ ）
A 控制系统中有检测不一定形成反馈，产生反馈则必然有检测
B 输入量也可以称作给定量，输出量也可以称作被控量
C 所有的干扰因素都会对控制系统产生不利影响
D 人工控制都是开环控制，自动控制都是闭环控制
三、系统的思想广泛应用于生产生活中的方方面面。掌握系统的知识对我们今后的生活、工作学习将大有益处
雨果在《悲惨世界》中写道，下水道是“城市的良心”。2011年6月23日北京暴雨导致城市内涝。路面积水深逾半米，几乎快淹没小型汽车的轮胎，行人不得不将裤腿卷到膝盖处趟水而行。网友调侃“今年夏天最浪漫的事，就是带你到北京去看海~”城市排水系统直接考验着市政规划部门和管理者的执行能力。
11. 请用系统的观点分析造成此现象的原因
12.这次由暴雨形成的北京城内涝，给我们市政管理部门今后做排水系统工程的工作带来什么有益的启示？
13. 城市排水系统由城市的雨水、生活污水、工业生产排出的废水等通过专门砌筑的沟管、泵站、污水处理厂等排放处理的设施及构筑物组成。请分析此排水系统具有哪些基本特性？
四、控制的应用自古就有，并在近代得到迅速发展，在社会生产生活的各个领域都有极其广泛的应用
对于暴雨形成的路面低洼处积水，可以采用水泵抽水排入地下管网来控制路面水位，给行人及车辆的出行提供方便。如图是新型离心泵。工作原理是：水泵在工作前，泵体和进水管必须罐满水行成真空状态，当叶轮快速转动时，叶片促使水很快旋转，旋转着的水在离心力的作用下从叶轮中飞去，泵内的水被抛出后，叶轮的中心部分形成真空区域。水在大气压力(或水压)的作用下通过管网压到了进水管内。这样循环不已，就可以实现连续抽水排水。
14.水泵抽水控制系统中的控制对象是 控制目的是 和控制手段是 ？
15. 从控制过程中人工情形来分，该系统属于 （填人工控制或是自动控制）
16.从控制方式来分，该控制系统属于 （填开环控制系统或是闭环控制系统）

拓展探究：
五、"旧时王谢堂前燕，飞入寻常百姓家"。随着科技的创新、人们生活水平的不断提高，汽车业已成为了普通市民的代步工具。
如图所示为汽车定速退航控制系统示意图。当汽车达到需要的速度时，驾驶员打开定速巡航开关，设定行驶速度。速度传感器检测汽车行驶速度，并将速度信号传输给速度控制器，速度控制器将汽车行驶速度与速度设定值进行比较，根据比较的偏差值自动增减节气门的开度，调节供油量，使汽车保持定速行驶。
17.根据示意图及其描述，在控制系统方框图中“ ▲ ”处填写相应的内容
18.控制系统方框图中将④通过⑤返回到输入端与速度设定值进行比较的过程称为 ▲ 。
19.已知汽车车速过快或过慢都会格外耗油。两者之间有个最适当的速度，即所谓的巡航速度（又叫经济速度）最省油。怎样用系统的目的性去解释期中的道理？
20.汽车行驶过程中，影响速度控制的干扰因素包括哪几方面？
系统与控制 训练版 参考答案
1.B 解析：人体系统中，说话和听力两种功能相互影响。故重点体现系统相关性。 2.A
3.B解析：李冰父子治水指都江堰水利工程，是古代应用系统分析方法的典范。 4.A
5.D解析：卫星侦察飞机电子甲虫属自动控制系统中的闭环控制 6.D 7.C
8.D 解析：打篮球控制系统中篮球是被控对象，而被控量则是投出篮球的实际位置
9.C 解析：控制量是指能对被控对象产生作用，从而使被控量发生变化。开关的通断直接影响到被控量灯的亮灭。
10.D解析：人工控制和自动控制，开环控制好闭环控制只是控制的不同分类。不具备关联性。红外线感应水龙头出水是自动控制但属于开环控制系统。
11. （2分）答案 原因：城市排水是个系统工程，排水不畅造成城市内涝是因为该系统不能很好的适应暴雨环境；各子系统或要素之间相互配合不科学；系统的整体排水功能没能有效的发挥出来
12. （2分）答案启示：应用系统分析的方法，遵循整体性、科学性和综合性原则。对城市排水工程的规划设计运用科学的方法对系统加以周详的考察、分析、比较、试验，并在此基础上拟订一套有效的处理步骤和程序。
13. （3分）答案任何系统必然具备系统所特有的基本特性：整体性、相关性、目的性、环境适应性、动态性和层次性。
14. （3分）答案路面积水 抽水降低水位 通过水泵抽水
15. （1分）答案人工控制系统
16. （1分）答案开环控制系统
17. （5分）答案速度控制器 节气门 汽车 汽车行驶速度 速度传感器 解析：首先该控制系统属于闭环控制系统。根据闭环控制系统方框图组成判断①，②，③，④，⑤分别对应着组成该控制系统的控制器、执行器、控制对象、输出量和检测装置（反馈）根据题意分析控制过程可以判断出充当以上各量所对应的装置分别是速度控制器、节气门、汽车、汽车行驶速度和速度传感器
18. （2分）答案反馈 解析：输出量信号返回到输入端通过比较器和给定值加以比较称之为 反馈
19.（3分）答案 解析：系统都是以实现某种功能为目的的，系统的目的一般通过更具体的目标来实现，系统的多个目标有时不完全一致，甚至互相矛盾，这就需要协调，寻求平衡或折中的办法，从而收到整体最佳的效果。
20. （3分）答案 解析：干扰因素包括人为因素和环境因素。人为因素比如，驾驶员个人开车习惯或驾驶水平等。环境因素比如，路况或天气气候等。