2013通用技术会考控制与设计专题复习（41张幻灯片）

课件41张PPT。控制与设计控制的含义　　　 人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段使事物向期望的目标发展，这就是控制。①控制的对象是什么？②控制要达到什么目的？③采取什么控制手段？控制的三要素控制的手段　　　 控制人工干预的情形人工控制自动控制人工控制——控制过程是在人的直接干预和　
　　　　　　　全程干预下进行的。如人工纺纱、打开普通自来水龙头、按键打开电灯、驾驶汽车等自动控制——指在无人直接参与的情况下，使事物
的变化准确地按照期望的方向进行。
如数控机床、饮料自动装罐生产线、花房恒温控制、十字路口红绿灯的转换等。太阳能路灯自动门按照执行部件的不同，控制可分为机械控制、气
动控制、液压控制，电子控制等。机械控制气动控制液压控制电子控制 【例1】普通家用调光台灯的灯光亮度控制属于( )
A．自动控制 B．电子控制
Ｃ．机械控制 D．气动控制 答案：B （分析） 本题考查“控制的手段与方法”。所谓自动控制和手动控制是以控制过程中人工干预的不同情形来区分的。家用调光台灯的灯光亮度的调整一般是用转动开关旋钮来实现的，故属于手动控制。若按照控制系统执行部件的不同来区分，控制又可分为机械控制、气动控制、电子控制等，家用调光台灯灯光亮度的调整是通过改变电子元件来实现的，故属于电子控制。 控制的应用自古就有，并在近代得到了迅速发展，它涉及到社会生活生产的各个领域。控制的应用　　　 4、控制系统（开环节控制系统和闭环控制系统）一般的控制过程都有一个输入和输出。
任何一个控制的实现，都要通过若干环节，这些环节，构成一个系统，我们称这为控制系统。简单的控制系统由两个部分组成，即被被控对象和控制装置。控制装置包括：传感器、控制器、执行器等环节。
对于闭环系统来说，还包括反馈环节与比较环节。
控制系统的输入与输出之间有一定的对应关系
开环控制系统　　　 被控对象执行器控制器输入量控制量输出量控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制系统称为开环控制系统。开环控制系统的特征：系统的输出量仅受输入量的控制，输入量到输出量之间的信号是单向传递。对各环节的理解：输入量：控制系统的给定量。
控制器：对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件。
执行器：直接对被控对象进行控制的装置或元件
控制量：执行器的输出信号。
被控对象：控制系统中所要控制的装置或生产过程。
输出量：控制系统所要控制的量。
声控灯的系统框图。随着音乐起伏而变化的音乐喷泉是控制技术的一种具体应用。其工作过程是由 “声－电转换装置”将起伏的音乐强度转换为随之而变化的电信号，这种电信号驱动电动机带动水泵转动。音乐声信号强，水泵的转速就快，喷头的压力就大，喷出的水柱就高。反之，喷出的水柱就低。音乐信号的强弱与喷泉水柱的高低一一对应。请回答以下问题：
请画出控制方框图音乐
信号声电转
换装置
和电机水泵喷头水柱
高低1、是开环控制系统还是闭环控制系统？
2、输入量和输出量分别是什么?转速控制器阀门水箱给定水位实际水位水箱水位自动控制进水量2、闭环控制系统　　　 2、闭环控制系统　　　 把系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响的控制系统称为闭环控制系统。给定量被控量控制量控制器执行器被控对象检测装置闭环控制系统的特征 在系统的输入量和输出量之间，还有一条从输出量返回到输入端的反馈环节，它们形成了一条闭合回路，反馈环节使得输出量的改变对控制的过程产生直接影响。电冰箱的温度控制系统
空调器温度控制系统方框图：
控制器是控制电路或控制温控装置
执行器是制冷或制热装置
控制对象是“容器”
检测器是检测温度改变的装置总结：温度控制型控制系统特点 有人说“开环控制系统都是人工控制系统”，
自动控制系统都是闭环控制系统你认为这一说
法是否正确，试举例说明。
自动门、声控灯、声控门。思考【例2】下列关于控制系统工作过程的说法，正确的是( )
A．信息只能从输入端传至输出端
B．信息只能从输出端传至输入端
C．开环控制系统的信息只能从输入端传至输出端
D．闭环控制系统的信息只能从输出端传至输入端
答案：C （分析）本题考查控制系统的工作过程与方式。控制系统在工作过程中，若从信息的传输过程分析归类．可以把控制系统分成开环控制系统和闭环控制系统两类。开环控制系统的结构和原理比较简单，信息只从输入端传至输出端，仅有一条路径。它的缺点是控制的精确度不高。闭环控制系统的结构和原理比较复杂，信息流经的路径有两条，一条是输入端传至输出端，另一条是将输出端信息反传到输入端的比较环节。它的优点是有较高的控制精度和较强的抗干扰性能。 控制系统中，除输入量（给定值）以外，引起被控量变化的各种因素称为干扰因素。干扰因素设定的
飞行航道飞机手机信号实际的
飞行航道干扰因素的产生原因环境人为影响自行车行驶速度变化的风影响船只行驶的风浪手机信号干扰因素的处理利用克服削弱干扰
消除干扰
提高控制系统的性能（利用反馈）控制系统中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程，就是反馈。控制器阀门水箱给定水位实际水位干扰1、影响水位控制的干扰
因素有哪些？2、浮球起什么作用？思考闭环控制系统与开环控制系统的比较控制系统的设计1、开环控制系统的设计例：普通电风扇控制系统的设计
被控对象——电风扇；
被控量——电风扇输出的风速；
控制量——电机的转速；
闭环控制系统的基本要求：
1，闭环控制系统必须是稳定的；
2，系统的输出量与给定值之差应控制在允许的范围之内；
3，要有较好的抗干扰性能；2、闭环控制系统的设计例：抽水马桶水箱的自动控制系统的设计
2、闭环控制系统的设计一、明确设计目的二、确定设计方案三、选择实现方法四、完成设计五、评估简单控制系统的设计过程：2007年：
15．小强用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制。经检查，恒温箱的控制器没有故障。参照右图，下列故障判断正确的是
A．只可能是热敏电阻出现故障
B．只可能是温度设定装置出现故障
C．热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障
D．可能是加热器出现故障
答案： C
〖解析〗此系统为闭环控制系统。根据闭环控制系统框图

既然恒温箱温度不断升高所以加热器正常，题中说控制器没有故障，因此反馈通道可能出现问题。即热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障。
历年考题及详解：19．（4分）某办公楼大厅采用自然光照明，控制系统如右图，大阳光经过反光镜反射到反光球面镜上，反光球面镜再将光线反射到大厅，从而达到采集自然光的目的。当大阳移动后，光线到达反光球面镜的位置也随之发生偏移，相应的传感器就会受到光照产生电信号，控制器根据不同传感器送来进来的信号控制反光镜作相应的调整。
（1）该系统是开环控制系统还是闭环控制系统？
（2）该系统中，被控对象是_____________。
（3）控制器与人体哪个器官的功能是类似的？
（4）请再写出两种利用太刚能的产品。
答案：（1）闭环控制系统（2）反光镜（3）大脑（4）太阳能热水器、太阳能电池、太阳能飞机、太阳能路灯等〖解析〗　（1）题：主要是区分开闭环控制，其中开环控制的输出量不对系统的控制产生任何影响，如自动门、红绿灯、火灾报警、闹钟定时等，而闭环控制的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响，实现真正意义上的“全自动控制”，如空调、电冰箱、自动饮水机等，而本题的关键是要认真审题“当太阳移动后，光线到达反光球面镜的位置也随之发生偏移，相应的传感器就会受到光照产生电信号，控制器根据不同传感器送来的信号控制反光镜作相应的调整。”这样看来太阳移动，通过控制系统反光镜作相应的调整，所以是闭环控制系统，一定要透彻分析题意。
（2）题：主要考查了控制系统的主要部件，被控对象的主要作用是输出被控量，本题的关键是方向问题，所以反光镜是被控对象。
（3）题：是对技术知识的迁移，体现了对知识点的理解程度。在控制系统中控制器是整个控制的“中枢”，如人的大脑、计算机的CPU等。
（4）题：“请再写出两种利用太阳能的产品”，城市学生经常见到太阳能热水器、太阳能路灯等，在农村也常使用“太阳灶”，充分体现了处处皆有学问在，再加上课本中经常提到的太阳能电池，本题得全分比较简单，但实际考生作答并不理想。48.（1分）普通高压锅使用过程中，当锅内压力达到一定值时，压力阀会浮起来并放气，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：B41．(1分)某品牌电热水壶(右图)设有防烧干装置，当壶中水量低于一定值时，电源会自动断开；壶盖经过特殊设计，水烧开时，蒸汽会使水壶发出蜂呜声，起到提醒作用。下列说法正确的是
A．壶中水温为防烧干系统的输入量
B．蜂呜声体现了人机工程学中的人机信息传递
C．设计该水壶时，不必考虑壶盖的重量
D．设计该水壶时，主要遵循了美观性原则
答案：B
解析：壶中水的重量为防烧干系统的输入量。壶盖经过特殊设计，水烧开时，蒸汽会使水壶发出蜂呜声，需要考虑壶盖的重量（壶内的压力）。主要遵循了安全性原则。九、（11分）让创新的热情激荡年轻的心灵，让创新的喜悦充盈蓬勃的青春。
项目名称：防风自动关窗装置的制作
结构：①风力感应部分，包括安装在户外的风向标，风力板和弹簧（稳定风力板）
②窗体传动部分，包括窗体滑轮，牵引线和引线滑轮
③电路部分，包括电源（E）、电机（M），触头开关（K1）和嵌入墙体中的按压开关（K2）
工作原理：①窗户打开时，K2在弹簧的作用下自动闭合，防风功能处于待命状态。
②起风时，风向标转向来风方向，风力板受风力推动发生偏转，使K1闭合，电机驱动窗户向左移动。
③待窗户关闭时，窗框推压K2撞杆并使其断开，电源切断，自动防风功能关闭。
（1）请填写图框中的①------________②------_________。
（2）该系统的被控对象是___________。58.（1分）风力板平面与风向标尾翼平面之间的最夹角为___________。
59. （1分）窗户打开，防风功能处于待命状态时的电路图是
60. （1分）制作风力板最合适的选材是
A.普通硬纸板 B.铸铁板 C.太阳能电池板 D .硬铝板
61.安装电源时，要用螺丝钉将电源固定在木质底座上。下列组合最省力的是
A.细柄螺丝刀，密纹螺丝钉 B.粗柄螺丝刀，密纹螺丝钉
C. 粗柄螺丝刀，疏纹螺丝钉 D. 细柄螺丝刀，疏纹螺丝钉62.（2分）防风功能启动时，如果电机带动窗体向右移动，原因是
A.电机极性接反 B.电源电压不足 C.K1接反 D.K2J接反
63.（2分）为进一步改进和完善装置的功能，需要在测试基础上调整设计。下列可以提高风力感应灵敏度的是
A.适当增加风力板面积 B.缩短悬挂风力板连杆的长度
C.减小风向标尾翼面积 D.调节K1,使其触头间距增大答案：57、 （1）①风向标 ②如何感应风力
58、 90
59、 C
60、 D 61. B
62、 A 63.A