高中通用技术学业考试复习必修2第四单元控制与设计课件

课件24张PPT。第四单元 控制与设计最新考纲好题精练典题精析第4单元考情分析考点一：解释案例中控制的对象和目的。
考点二：举例说明控制在生产和生活中的应用。
考点三：识别人工控制和自动控制。
从控制过程中____________来分，控制有人工控制和自动控制。人工控制是指控制的过程是在人的________________下进行的。自动控制是指在______________的情况下，使事物的变化准确地按照期望的方向进行。普通高中通用技术课程中侧重讨论________。
【答案】人工干预的情形 直接干预和全程干预 无人直接参与 自动控制重点能力提升：
1、手动和自动的区别。
重点关注控制过程，即控制系统从哪里开始到哪里结束，在这一过程中需不需要人的参与区分。注意：启动控制系统时人的参与是不算在控制过程中的人的参与的。考点四：针对案例分析控制系统的基本组成、工作过程与方式，能画出相应控制系统的方框图。
1．开环控制系统的基本组成：
①________(给定量)：即控制系统的给定量，如游泳池进水的设定时间；
②________(被控量)：即控制系统所要控制的量，也是控制系统的输出信号，如游泳池的水位；
③________：即控制系统中所要求的装置或生产过程，如游泳池；④________：即直接对被控对象进行控制的装置或元件，如进水阀门；
⑤________：即对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件，如控制电路；
⑥________：即执行器的输出信号，如流过阀门的水量。
【答案】　　1.①输入量 ②输出量 ③被控对象 ④执行器 ⑤控制器 ⑥控制量重点能力提升：2、控制系统各个组成部分的判断。
输入量：让控制系统开始控制的信号。
控制器（实物）：有处理或判断能力，对输入信号进行处理的装置或元件。
执行器（实物）：直接对控制对象施加控制作用的装置或元件，具体执行控制器发出的控制命令。
控制量：执行器发出的信号。
被控对象（实物）：控制系统要达成的目标所对应的对象，即输出量的信号来源者，也是执行器所控制的对象。
输出量：控制系统的控制目的，控制对象所输出的信号。
检测装置（实物）：具有检测输出量的装置，多以传感装置为主。（注意：检测装置不能作为区别开环和闭环的标志）2．控制系统的输出与输入之间有一定的________。开环控制系统的________不对系统的控制产生任何影响。如：自动门的控制系统，红外装置是否检测到人体热辐射发出的信号是________，门的开启或关闭是________，当人走近自动门时，门上方的红外装置检测到人体热辐射发出的红外信息，________接收到该信号后，便会发出相应的指令，启动________运转，从而带动________自动开启。当门开启之后，控制电路将作出判断，如果没有人在门四周，就通知电动机做反向运转，使门关闭。
【答案】　　对应关系 输出量 输入 输出 控制电路 电动机 门3．闭环控制系统的基本组成：
________：测量出被控量并返回到系统的输入端；?是________，它将______与所检测的________进行比较，求出________；________将这一偏差值进行运算处理，并向执行器下达控制指令；执行器根据指令对被控对象进行控制，从而使被控量稳定在一定范围内。与开环控制系统相比，闭环控制系统多了一个由________组成的环节。
【答案】　　检测装置 比较器 给定量 被控量 偏差值 控制器 检测装置
4．闭环控制系统的________返回到输入端并对控制过程产生影响。例如，游泳池水位控制系统，设定游泳池需要达到的水位是________，实际水位是________(输出量)，当实际水位比设定水位________时，控制器控制进水阀门继续注水；当实际水位________设定水位低时，控制器发出信号关闭进水阀门；实际水位一直与设定水位比较，实际水位这一输出量对控制过程产生影响。
【答案】　　输出量 给定量 被控量 低 达到5．在控制系统中，为了分析方便，常采用________表示系统的环节，用__________来表示系统________的方向，这种图称为控制系统的方框图，它表示了系统的各个环节在系统中的位置、________和相互之间的关系，控制系统的方框图有两种形式，一种是________方框图，另一种是________方框图。
【答案】　　方框 单向信号线 信号传递 功能 逻辑 物理 6．开环控制系统的方框图如下：上图中，输入量即________________；输出量(被控量)即______________________，也是控制系统的输出信号；被控对象即控制系统中________________的装置或生产过程；执行器即________的装置或元件；控制器即对__________进行处理并发出______________的装置或元件；控制量即________的输出信号。【答案】输入量 控制器 执行器 控制量 被控对象 输出量
控制系统的给定量 控制系统所要控制的量 所要求控制 直接对被控对象进行控制 输入信号
　　控制命令 执行器 7.闭环控制系统的方框图如下：上图中，检测装置测量出______________并返回到系统的____________；⊕是比较器，它将________与所检测的________进行比较，求出__________；控制器将这一__________进行运算处理，并向________下达控制指令；执行器根据指令对________进行控制，从而使被控量稳定在一定范围内。
【答案】　给定量 控制器 执行器 控制量 被控对象 被控量 检测装置
　　被控量 输入端 给定量 被控量 偏差值 偏差值 执行器 被控对象
重点能力提升：
3、开环和闭环的区别
依据反馈区分开环无反馈，闭环有反馈。也可以抓住控制系统的输出量判定。考点五：针对简单控制系统说明其主要干扰因素。
1．在控制系统中，除________以外，引起________变化的各种因素称为干扰因素。在一般控制系统中，干扰因素是需要克服的。而在有些情况下，却可以______干扰因素实现某种目的。
【答案】　　1.输入量(给定值) 被控量 利用 2．在控制系统中，干扰因素可能有________，也可能有________。如战士在大风大雨中进行设计练习，________和________都是子弹命中准确度的干扰因素。干扰可以影响到控制系统的________。
【答案】一个 多个 风 雨 各个环节 考点六：解释反馈的含义，说出闭环控制系统中反馈环节的作用。
1．控制系统中，将________通过适当的检测装置返回到输入端并与__________进行比较的过程，就是反馈。利用反馈来分析和处理被控对象，通过系统的输出来调整系统的行为，使系统沿着预期的目标运行的方法，称为反馈方法。闭环控制系统的核心是通过____________________。
【答案】　　1.输出量 输入量 反馈来减少被控量(输出量)的偏差考点七：知道功能模拟方法和黑箱方法。
考点八：能根据要求设计简单的控制系统。
1．控制系统设计必须考虑的基本问题有：
①明确控制的目的；②分析被控对象的主要特性；③确定____________________；④分析__________；⑤方案选择；⑥调试、运行和评价；⑦系统的成本、元件、设备分析等。
【答案】　　1.被控量和控制量 主要的干扰因素2．对于简单的闭环控制系统，有以下基本要求：
①一个闭环控制系统要正常工作，首先必须是________的。
②控制系统的控制精度必须符合要求，即系统的输出量与给定值之间的差应控制在 ______________。
③闭环控制系统应有较好的____________性能。
【答案】　　①稳定 ②允许的范围之内 ③抗干扰3．设计一个控制系统，是选择开环控制还是闭环控制，应根据对________的要求以及________而定。在控制系统设计过程中，被控对象通常是通过了解________与________之间的关系来分析它的基本特性。__________和__________的确定是控制方案的关键，对于简单控制系统，需要控制的量往往被确定为__________，__________应选择可控制的、对抑制干扰因素和保持系统稳定有明显作用的量。
【答案】控制精度 条件的可行性 输入 输出 被控量 控制量 被控量 控制量考点九：能根据开环系统的设计方案，制作一个控制装置。
开环控制系统的设计，首先明确设计要求，明确被控对象、被控量和控制量后，即可考虑具控制系统的方案。根据方案，选择经济、易于实现的基本条件来确定具体实用的控制器、执行器等来制作控制装置。重点能力提升：
4、理解开环和闭环的控制原理和过程。
开环是一个单向信号而闭环是一个循环的信号。重点是理解反馈在闭环中的作用，开环不具备反馈环节。开环控制系统主要关注控制系统输入量对控制系统的影响，而闭环控制系统的输出量也会影响控制系统工作过程。
1. 如图所示是一种风阻尼器，用于高层建筑应对台风。一个几百吨重的大铁球通过弹簧和液压装置安装在高层建筑物的中上部，当强风来袭时，该装置的传感器探测到建筑物的摇晃程度，通过计算机控制液压装置推动大铁球向反方向运动，从而降低建筑物的摇晃程度。若把大铁球作为被控对象，下列分析中不正确的是( ) A．输入量是建筑物的摇晃程度
B．控制器是计算机
C．控制量是风力的大小
D．输出量是大铁球的运动方向和速度【答案】C　
【解析】　控制量是执行器施加给被控对象的，所以这里应该是液压装置推动大铁球的力。2.如图所示是某同学设计的自动干手器原理示意图，当手靠近传感器时，传感器将感应信号发送给控制器，控制器控制继电器闭合，电吹风开始工作。若将电吹风看作被控对象，则执行器是
A.传感器 B.控制器
C.继电器 D.插头【答案】C　3.要设计水箱水位的闭环控制系统，下列器材中，适合用作检测装置的是【答案】D如图所示是消防管网的水压控制系统工作示意图。当消防管网压力降至压力下限时，水泵启动，使压力上升；当消防管网压力达到上限进，水泵停止运行，使消防管网压力保持在设定的范围内。请根据示意图及其描述完成第4-5题。 4.该控制系统的执行器是（???? ）A.水压检测装置 ??? ?? B.电控单元C.压力罐???????????????????D.水泵5.电压.温度等变化会影响输出量的稳定，这些影响被称为该控制系统的（???? ）A.反馈???????????????? B.干扰C.被控量???????????? D.控制量【答案】D【答案】B如图所示为公共厕所人体感应自动供水系统示意图。当探头检测到有人进入厕所，控制器控制电磁阀打开，向水箱供水。请根据示意图和上述说明，完成6-7题。6.该供水控制系统的执行器是
A.水箱
B.进水阀
C.探头
D.电磁阀7.适合用作探头的是
A.红外传感器 B.压力传感器
C.水位传感器 D.光敏传感器【答案】D【答案】A8. 如图所示是自动变速扶梯控制过程示意图。无乘客时，扶梯缓慢运行；当乘客进入检测传感器的检测范围时，控制器接收到传感器的检测信号，控制电动机和传动装置加速转动扶梯正常运行。请下列问题：
（1）根据示意图及描述，分析自动扶梯系统控制过程，在方框图中“ ”处填写相应内容：
（2）为防止扶梯加速使乘客站立不稳，检测传感器的安装位置应在________（在①乘客进入扶梯踏步前；②乘客进入扶梯踏步之后
中选择一项，将序号填
写在“________”处）；(3)该系统在运行时需要解决下面的问题，当乘客进入检测传感器检测范围时，扶梯正常运行，当乘客随着扶梯运行离开检测范围后，扶梯又回到缓慢运行状态，而此时乘客还没离开扶梯。从合理性、可行性方面考虑，以下措施中合理的是________(在下列措施中选择一项，将序号填写在“________”处)。
①控制器中安装计时器，当有乘客进入时，扶梯正常运行，计时器开始计时；若达到设定的乘客离开扶梯的时间，无其他乘客进入，扶梯自动缓慢运行，有其他乘客进入时，计时器将重新计时。
②在扶梯上布满检测传感器，保证乘客在扶梯上的任一位置都能被检测到，只有乘客完全离开扶梯时，扶梯才会缓慢运行。
③在每个踏步上安装检测传感器，只要踏步上有乘客便正常运行，无乘客时便缓慢运行。