专题八 控制与设计
挖命题
【考情探究】
考点
考向
考试要求
考题示例
关联考点
预测热度
控制的
手段与
应用
①控制的含义
②控制的手段和方法
③控制的应用
b
a
b
2016浙江10月选考,14(1)(3)(5),3分
控制系统的工作过程与方式
★
控制系
统的工
作过程
与方式
①简单开环控制系统的基本组成和工作过程
②闭环控制系统的基本组成
③简单的闭环控制系统的方框图
④控制器和执行器的作用
c
b
c
c
2018浙江11月选考,10,2分
闭环控制系统的干扰与反馈
★★★★
2018浙江4月选考,10,2分
闭环控制系统的干扰与反馈
2017浙江11月选考,10,2分
控制的手段与应用
2017浙江4月选考,9,2分
闭环控制系统的干扰与反馈
闭环控
制系统
的干扰
与反馈
①反馈的含义
②简单控制系统运行的主要干扰因素
③闭环控制系统中反馈环节的作用
④闭环控制系统的工作过程
⑤功能模拟方法和黑箱方法
b
c
b
b
a
2017浙江4月选考,10,2分
控制系统的工作过程与方式
★★
控制系统
的设计与
实施
控制系统方案的设计
c
★
分析解读 本专题主要涉及控制的概念、控制系统的组成及工作过程的分析,要求学生能区分人工控制与自动控制、开环控制与闭环控制,能分析具体的控制系统中的被控对象、控制器、执行器、检测装置、输入量、输出量、给定量、控制量等内容,能确定控制系统中的干扰,能分析控制系统是否存在反馈。预计选考考查控制的手段、控制系统的组成和工作过程,控制系统的优化改进措施的实例分析,备选内容还包括干扰与反馈的概念,考题形式多为选择题和控制分析题,所占分值为2+4=6分左右。
破考点
【考点集训】
考点一 控制的手段与应用
1.(2017浙江杭州期末,11,2分)如图所示是一款智能卡门锁,采用IC卡作为开锁的钥匙,智能门锁能根据授权名单识别刷卡人员卡信息,它包含了IC卡技术、精密制造技术及机电一体化技术,是现代智能化门锁的典范。当将经授权的IC卡放在
门锁的读卡区时,绿色LED灯亮并解锁;若将未授权的IC卡放在门锁的读卡区时,门锁内部的红色LED灯将闪亮并伴有“嘀”响声。根据描述,关于该智能卡门锁的声光报警系统,以下说法中正确的是( )
/
A.该控制系统属于人工控制
B.该控制系统的被控对象是门锁
C.该控制系统的输出量是声光信号
D.该控制系统是闭环控制系统
答案 C
2.[2016浙江4月选考,14(1),2分]如图所示为车间温度控制系统示意图。当传感器检测到室内温度达到设定值的上限时,控制器发出信号,接通水泵和风机电源,水泵向进气窗输送冷却水形成水帘,风机将室内的空气排出,室外的空气通过水帘降温后进入室内,降低室内温度。当室内温度达到设定值的下限时,断开水泵和风机电源。请根据示意图和描述,完成以下任务:
/
该系统的控制手段和控制方式分别属于 和 (在①手动控制;②自动控制;③开环控制;④闭环控制中选择合适的选项,将序号填写在“ ”处)。?
答案 ② ④
考点二 控制系统的工作过程与方式
3.(2019届浙江宁波十校联考,10,2分)下列关于控制系统工作过程的说法中,正确的是( )
A.开环控制系统的控制量不参与控制过程
B.闭环控制系统中的信息只能从输入端传至输出端
C.闭环控制系统的核心就是通过反馈来减少输出量的偏差
D.控制系统中的输入量与输出量没有对应关系
答案 C
4.(2017浙江温州模拟,10,2分)如图所示为数控机床伺服控制系统原理图,步进驱动器将指令脉冲信号转换为步进电机所需的信号,步进电机将接收到的信号变换为机械转角,再经过丝杠带动机床工作台移动。下列关于数控机床伺服控制系统分析中,正确的是( )
/
A.控制量是机床工作台的位移量
B.控制器是步进电机
C.执行器是步进驱动器
D.输入量是指令脉冲
答案 D
5.(2017浙江五校联考,10,2分)如图所示是电热水器温度自动控制系统的示意图,当热电偶测到水温低于设定值,控制电路接通加热丝,加热储水箱中的水,使水温达到设定值,关于该控制系统,下列说法中正确的是( )
/
A.控制器是热电偶
B.该控制系统没有反馈
C.被控对象是储水箱(储水箱里的水)
D.储水箱外部温度的变化不属于这个系统的干扰因素
答案 C
6.(2017浙江名校新高考联盟联考,10,2分)如图所示为汽车防侧倾控制系统示意图,其工作原理是:车辆转弯时,传感器检测车身倾斜信息并传递给悬架控制单元,控制电磁电机调整避震高度,保持车身平稳。下列关于该系统说法中正确的是 ( )
/
A.执行器是电磁电机
B.输入量是控制信号
C.该系统是开环控制系统
D.控制器是传感器
答案 A
考点三 闭环控制系统的干扰与反馈
7.(2019届浙江名校新高考联盟联考,10,2分)小明设计了简易自动升旗控制系统,根据国歌的时间设定好电子定时器的定时时间,播放国歌时人工启动电子定时器,电动机开始转动并带动滑轮运动,使国旗匀速上升。当定时器计时停止时,电机停止转动,国旗正好升至杆顶,下列关于该自动升旗系统的说法不正确的是( )
A.该控制系统的控制方式属于开环控制系统
B.风的阻力变化属于该控制系统的干扰因素
C.输入量是定时器设定的时间
D.被控对象是电机
答案 D
8.[2017浙江温州模拟,14(1)(2)(4),5分]如图所示为胎压监测系统示意图,安装在轮胎里的传感器测量轮胎的气压,并利用无线发射器将压力信息送到中央处理器,将实际胎压与正常胎压设定值进行比较,当实际胎压过高或过低时,汽车喇叭发出警报声,同时,车载显示器显示轮胎气压异常信号。请根据示意图和描述,完成以下任务:
/
(1)该系统的控制手段与控制方式分别是 和 (在①人工控制;②自动控制;③开环控制;④闭环控制中分别选择一项,将序号填写在“ ”处);?
(2)该控制系统的输出量及控制器分别是 和 (在①实际胎压;②汽车喇叭的警报声及车载显示器显示的信号;③正常胎压设定值;④中央处理器;⑤汽车喇叭声及车载显示器;⑥无线发射器中分别选择一项,将序号填写在“ ”处);?
(4)胎压监测系统运行过程会受到各种干扰,以下因素不属于干扰因素的是 (在①其他车载装置收发的无线信号;②中央处理器工作异常;③调整正常胎压范围中选择合适的选项,将序号填写在“ ”处)。?
答案 (1)② ③ (2)② ④ (4)③
炼技法
【方法集训】
方法一 控制系统的组成分析
随着生活水平的提高,我们的新房也开始安装智能新风控制系统,此系统能使我们在不开窗的情况下,也能改善房间的空气质量。智能新风控制系统的工作过程为:在设定智能新风系统在某个我们需要的状态后,传感器检测房间内二氧化碳和颗粒物的浓度值,并与刚开启时设置的状态值进行比较,之后再把信号传送至智能控制器,控制器在处理完信号后控制风机转动使进风口和出风口有流动的空气,最终使房间内的空气质量达到我们需要的值。请根据描述完成第1题。
/
1.(2018浙江湖州统考,10,2分)关于该新风控制系统,以下说法正确的是( )
A.控制量为进风口和出风口空气的流动量
B.该控制系统的被控对象为出风口和进风口
C.该控制系统的输入量为传感器检测到的信号
D.输出量为风机转动输出的流动的空气
答案 A
2.(2018浙江温州一模,10,2分)如图所示是汽车制动控制系统局部原理图。踩刹车时,通过油压传递力,推动活塞,使摩擦块与制动盘摩擦力增大,控制制动盘的速度,实现制动控制。以下关于该控制系统的分析不正确的是( )
/
A.该控制通过油压传递力,存在液压控制
B.该控制的被控对象是活塞与摩擦块
C.该控制的控制量是摩擦块与制动盘摩擦力的大小
D.该控制系统是开环控制系统
答案 B
3.[2017浙江宁波十校联考,14(1)(2),4分]如图所示是小通家装在厨房的天然气报警设备,它的工作原理是:当气敏传感器检测到厨房的天然气浓度超过设定值时,滚屏上的状态显示异常,报警器开始报警,风扇转动换气,直至天然气浓度下降到设定值,报警器停止报警,风扇停止转动,滚屏上的状态显示正常。
/
(1)该天然气报警设备中风扇排气控制子系统属于 ;厨房中天然气浓度控制子系统属于 (在①开环控制;②闭环控制中分别选择一项填写在“ ”处);?
(2)滚屏上显示的是控制系统的 ,滚屏是控制系统的 (在①输入量;②输出量;③控制量;④被控对象;⑤执行器中分别选择一项填写在“ ”处)。?
答案 (1)① ② (2)② ④
方法二 分析影响控制系统运行的干扰因素时的注意事项
4.[2015浙江10月选考,14(5),1分]电子警察是现代道路交通安全管理的有效手段,计算机根据雷达探测到汽车位置变化信号,计算出汽车的行驶速度并判断是否超速,如果超速则启动照相机抓拍,并将拍摄到的图像信息输送到监控中心。请根据上述说明,完成以下任务:
照相机对超速车辆抓拍时会受到各种干扰,以下因素中不属于干扰因素的是 (在①雨雾;②沙尘;③车辆速度中选择一项,将序号填写在“ ”处)。?
答案 ③
5.[2017浙江宁波模拟,14(4),1分]如图所示是一款光电烟雾报警器,内有一个光学迷宫,安装有红外对管,无烟时红外接收管收不到红外发射管发出的红外光,当烟尘进入光学迷宫时,通过折射、反射,接收管接收到红外光,智能报警电路判断是否超过阈值,如果超过则蜂鸣器发出警报声。
/
在使用过程中发现,由于受到干扰,有时没发生火灾但烟雾报警器却发出报警声,以下因素中属于干扰因素的是 (在①自来水管爆裂;②小孩子的尖叫声;③烹饪时产生的油烟中选择合适的一项,将序号填写在“ ”处)。?
答案 ③
6.[2017浙江宁波九校联考,14(4),1分]如图所示是飞机自动驾驶系统原理图,自动驾驶系统是一种通过飞行员操作设定,或者由导航设备接收地面导航信号,自动控制飞行器完成飞行动作的装置。使用自动驾驶仪主要是为了减轻飞行员的负担,使飞机自动按设定的姿态、航向、高度和马赫数飞行。通过垂直陀螺仪得到飞机目前的飞行数据,经放大器、舵机使飞机自动飞行,关于该控制系统回答以下问题:
/
下列属于系统干扰因素的是 (在①高空气流波动;②乘客在飞机内走动;③飞机燃油报警;④飞机内行李位置变化中选择合适的选项,将序号填写在“ ”处)。?
答案 ①②④
过专题
【五年高考】
A组 2014—2018年真题·基础题组
一、选择题
1.(2018浙江6月学考,10,2分)小明要为听觉障碍者的住所设计一个门铃控制系统,当有人来访时“门铃”能提醒听觉障碍者。设计时他将指示灯确定为被控对象,下列构思不可行的是( )
A.该控制系统的控制手段可选用自动控制
B.执行器可选用电子开关
C.声音传感器可作检测部件
D.该控制系统的控制方式可定为闭环控制
答案 D
2.(2016浙江3月学考,19,3分)某学校铃声控制系统的工作过程是:电脑根据设定的时间顺序,发出电信号给功率放大器,使音箱发出铃声。关于该控制系统的说法中,不正确的是( )
A.控制器是电脑
B.执行器是功率放大器
C.被控对象是音箱
D.输出量是功率放大器发出的电信号
答案 D
3.(2015浙江9月学考,10,2分)如图所示是地铁进站闸机,乘客将车票或公交卡放入读卡感应区,读卡器将卡片信息发送给服务器进行验证,验证合格后,控制开闸机构开启闸门。关于闸门的开启控制,下列说法正确的是( )
/
A.该控制是闭环控制
B.被控对象是乘客
C.输出量是闸门的开启
D.控制器是开闸机构
答案 C
4.(2015浙江9月学考,20,3分)如图所示是一款自动伸缩式遮阳篷的示意图,当传感器检测到雨水、阳光时,将感应信号发送给控制器,启动电机展开遮阳篷。关于该控制系统,下列说法中
不正确
···
的是( )
/
A.输入量是雨水、阳光信号
B.控制量是前杆的位移量
C.执行器是电机
D.被控对象是遮阳篷
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。(完成第5题)
/
5.(2015浙江3月学考,19,3分)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
答案 D
6.(2014浙江9月学考,19,3分)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
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时,水泵停止运行,使消防管网压力保持在设定的范围内。(完成第7~8题)
/
7.(2014浙江3月学考,19)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
答案 D
8.(2014浙江3月学考,20,3分)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 B
9.(2014浙江3月高考,15,3分)如图所示是自动门示意图。当人靠近自动门时,探头探测到人体信号,控制电路接收到该信号后,发出相应的指令,启动电动机把门打开。关于该控制系统,下列说法中错误的是( )
/
A.输入量是人体信号 B.输出量是门的打开
C.被控对象是人体 D.执行器是电动机
答案 C
二、非选择题
10.[2015浙江9月学考,28(1),4分]如图所示的隧道内设置有通风控制系统,用于调节隧道内的空气质量和能见度。当检测装置测出隧道内的烟雾浓度值超过设定值时,控制器控制电机带动风叶运转,改善隧道内的空气质量和能见度。请回答问题:
/
根据上述描述,分析该系统的控制过程,在方框图中“ ”处填写相应的内容。?
/控制器/② ?/
③ ?/
答案 ①检测装置测得的烟雾浓度值(或检测信号)
②电机 ③风叶 ④风叶运转(或风叶转动、运行、旋转)
11.[2015浙江3月学考,28(1)(2),6分]如图所示是自动变速扶梯系统控制过程示意图。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。请回答下列各题:
/
(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“ ”处填写相应的内容。?
/控制器/② ?/③ ?/
(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)。?
答案 (1)①检测传感器检测到的乘客信号 ②电动机和传动装置 ③扶梯 ④扶梯正常运行 (2)①
B组 2014—2018年真题·发展题组
一、选择题
1.(2018浙江11月选考,10,2分)如图所示是某水温控制系统示意图。蒸汽对容器中的水加热后变成冷凝水排出。热电偶对出水的温度进行检测,并将测得的信号送到PID控制器与设定的温度比较,PID控制器根据偏差值控制电磁阀调节蒸汽的流量。下列因素的变化对蒸汽流量的调节没有影响的是( )
/
A.冷凝水的温度
B.进水的温度
C.热电偶的性能
D.PID控制器的设定参数
答案 A
2.(2018浙江4月选考,10,2分)下列关于控制系统的说法中,正确的是( )
A.有检测传感器的控制系统就是闭环控制系统
B.直接对被控对象进行控制的装置或元件称为执行器
C.控制器发出的控制信号称为控制量
D.能引起被控量发生变化的因素都是干扰因素
答案 B
3.(2017浙江11月选考,10,2分)如图所示是三相异步电动机转速控制系统示意图。系统通过改变交流电的频率来改变电动机的转速。通过触摸屏设定电动机的转速,变频调速器将50 Hz的交流电转变成与设定转速相对应频率的交流电,驱动电动机转动;装在电动机轴上的测速发电机随电动机一起转动并发电;PLC根据测速发电机的电流大小,判断电动机实际转速与设定转速之间的差值,向变频调速器发出指令,改变驱动电流的频率。下列关于该控制系统的分析中正确的是( )
/
A.执行器是电动机
B.控制器是变频调速器
C.输出量是测速发电机的电流信号
D.控制量是变频调速器输出的电流频率
答案 D
如图所示为滑台的运动系统示意图,由电机控制子系统和机械传动子系统组成。在电机控制子系统中,传感器检测电机的转动角度,并反馈到控制装置与设定值比较,控制装置根据偏差值发出运动信号,驱动器将运动信号转变成相应的电流驱动电机转动,在机械传动子系统中,电机带动丝杆转动,丝杆通过螺母驱动滑台移动。系统根据电机的转动角度和丝杆的螺纹间距计算出滑台移动的距离,从而实现对滑台位置的间接控制。请根据示意图及其描述,完成第4~ 5题。
/
4.(2017浙江4月选考,9,2分)电机控制子系统的执行器是( )
A.驱动器 B.控制装置
C.电机 D.丝杆
答案 A
5.(2017浙江4月选考,10,2分)由于丝杆传动的误差和滑块移动时的摩擦,导致滑台移动的距离存在误差。为了提高滑台位置的控制精度,需要对该系统进行优化,下列措施中合理的是( )
A.将电机换成高精度电机,控制方式改为开环控制
/
B.将传感器换成高精度传感器,提高电机转动角度的检测精度
/
C.将传感器安装在丝杆上,检测丝杆的转动角度
/
D.在滑台上安装传感器,检测滑台的位置
/
答案 D
6.(2016浙江10月选考,10,2分)如图所示的空气压缩机,当储气罐内的压缩空气排放到一定程度时,压力开关自动接通电源,电机带动气泵运转,向储气罐补充压缩空气,使储气罐内的气压保持在设定范围内。下列关于该压缩机的气压控制系统的分析中,正确的是( )
/
A.控制方式属于开环控制
B.输入量是电能
C.控制量是气泵输出的空气流量
D.输出量是储气罐内的压缩空气
答案 C
7.(2016浙江4月选考,10,2分)根据消防要求,仓库、图书馆等场所都要安装火灾自动报警系统。当烟雾探测器检测到的烟雾浓度超过设定值时,电子开关被接通,报警器发出声光信号进行报警。关于该报警控制系统,以下说法中正确的是( )
A.输出量是有无声光信号
B.被控对象是仓库、图书馆等场所
C.控制器是电子开关
D.反馈装置是烟雾探测器
答案 A
8.(2015浙江10月选考,10,2分)如图所示是燃油炉窑温度控制系统示意图。工作时,热电偶将检测到的炉内温度信号传送给温控仪与设定温度值比较,温控仪根据温度偏差信号控制电机运行,调节燃油喷嘴的喷油量,使炉内温度稳定在设定温度。该控制系统的被控对象是( )
/
A.电机 B.燃油喷嘴
C.炉窑 D.热电偶
答案 C
二、非选择题
9.[2016浙江10月选考,14(1)(3)(5),3分]如图所示是一款可伸缩的防雨晾衣装置示意图。晾衣时按动开关,电机带动滑轮转动,将晾衣杆连同衣物移到室外,下雨时,传感器检测到信号后,电机带动滑轮反向转动,将晾衣杆和衣物收回室内。请根据示意图和描述,完成以下任务:
/
(1)该装置防雨控制的手段属于 (在①手动控制;②自动控制中选择合适的选项,将序号填写在“ ”处);?
(3)该系统的执行器是 (在①晾衣杆;②电机;③开关中选择合适的选项,将序号填写在“ ”处);?
(5)下列因素中,不属于影响本系统优化的因素的是 (在①传感器的灵敏度;②控制系统的精度和可靠性;③系统的制造和使用成本;④环境温度、湿度和光线的变化中选择合适的选项,将序号填写在“ ”处)。?
答案 (1)② (3)② (5)④
10.[2015浙江10月选考,14(1)(2)(3),3分]电子警察是现代道路交通安全管理的有效手段,计算机根据雷达探测到的汽车位置变化信号,计算出汽车的行驶速度并判断是否超速,如果超速则启动照相机抓拍,并将拍摄到的图像信息输送到监控中心。请根据上述说明,完成以下任务:
(1)该控制系统的控制方式属于 控制(在①开环;②闭环中选择一项,将序号填写在“ ”处);?
(2)该控制系统的控制手段属于 (在①手动控制;②自动控制中选择一项,将序号填写在“ ”处);?
(3)该控制系统的输出量是 (在①汽车的行驶速度;②超速车辆的图像;③雷达信号中选择一项,将序号填写在“ ”处)。?
答案 (1)① (2)② (3)②
【三年模拟】
一、选择题(每题2分,共12分)
1.(2019届浙江杭州五校联考,10)手环具有来电提醒功能,其控制过程:当手机接收到来电信号时,手机上的APP就会发送震动指令,那么手环就会震动,提示佩戴者手机上有电话打进来。关于该手环来电提醒控制系统,下列分析不正确的是( )
A.该控制方式为开环控制
B.环境中的高频电磁波可能是该控制系统的干扰因素
C.输入量为手机接收到的来电信号
D.被控对象为手环
答案 C
2.(2019届浙江衢州、湖州、丽水联考,10)如图所示是人行道喷水警示控制系统示意图,在红灯时段微波传感器检测到行人越过边界时,控制器启动水泵使喷头喷出水雾,以警示行人。关于该控制系统,以下说法中正确的是( )
/
A.被控对象是人行道
B.控制方式属于闭环控制
C.太阳光是该控制系统的干扰因素
D.执行器是水泵
答案 D
3.(2019届浙江绿色联盟联考,10)外出旅游时家中植物无人照看,小明想设计一个精度较高的植物盆栽土壤湿度控制系统。当土壤干燥时,系统能自动浇水直至符合湿度要求。关于该系统的设计,下列构思可行的是( )
A.该控制系统可选用开环控制方式
B.该控制系统控制手段可选用定时的机械控制
C.检测元件可选用湿度传感器
D.检测装置可放置在花盆边缘的土壤表面
答案 C
4.(2018浙江温州九校协作体联考,10)如图所示为动车自动检票机,乘客刷卡后,控制中心比对信息,若无误则向电机发送指令,闸门开启,开启后一定时间内自动关闭。关于该控制系统,以下说法正确的是( )
/
A.执行器是单片机
B.控制量是电机转动方向
C.被控对象是电机
D.车票传感器参与反馈
答案 B
5.(2017浙江宁波十校联考,10)为了改善城市的交通管理,有些地方采用了智能化的红绿灯电子控制系统,通过调整红绿灯的持续时间来缓解车辆的拥堵。它的工作原理为:在路口停车线前一段距离内埋下一些环形感应器,感应器将车辆在上面通过所产生的数据传输给微处理器,微处理器根据交叉路口车辆的多少指挥红绿灯的自动切换。该控制系统的被控对象是( )
A.红绿灯 B.车辆
C.微处理器 D.环形感应器
答案 A
6.(2017浙江温州十校联考,10)如图是一个温度控制报警系统示意图,关于这种温度控制报警系统控制方框图,下列说法不正确的是( )
/
A.输入量是温度
B.控制器是继电器
C.被控对象是电铃
D.输出量是是否有铃声
答案 B
二、非选择题(共28分)
7.(2019届浙江名校协作体联考,14,6分)如图所示为太阳能热水器水位控制系统的结构示意图。当水箱水位低于最低水位时,由控制器打开电磁阀,水箱进水;当水位上升到最高水位时,控制器关闭电磁阀,停止进水。
/
(1)该控制系统的控制手段和控制方式分别属于 和 (在A.人工控制;B.自动控制;C.开环控制;D.闭环控制中选择合适的选项,将序号填写在“ ”处);?
(2)若太阳能热水器处于低水位时仍不上水,有可能的原因是 和 (在A.手阀1被关上了;B.手阀2被关上了;C.控制器出现故障;D.混水阀没有关上中选择合适的选项,将序号填写在“ ”处);?
(3)下列属于影响水位控制系统控制精度优化的因素是 和 (在A.调整水位探头的测量精度;B.定期检查系统运行状况;C.调整电加热器功率;D.电网中电压的波动中选择合适的选项,将序号填写在“ ”处)。?
答案 (1)B D (2)A C (3)A B
8.[2018浙江温州一模,14(2),2分]如图所示是一款有害气体报警系统。气体检测装置是它的一个子系统,其工作原理是:传感器模组检测空气中的有害气体,将脉冲信号传给处理芯片,处理芯片根据脉冲信号的频率,判断有害气体的浓度,将数值显示在指示模块的显示屏上;如果有害气体超过范围值,信号将通过输出线传给控制中心,控制中心将启动报警响应机构。
/
在气体检测装置系统中,作为控制器的是 (填装置名称)。在气体报警处理的整个系统中,气体检测装置的作用是形成( )?
A.输入量 B.反馈量 C.控制量 D.被控量
答案 处理芯片 A
9.(2018浙江温州九校联考,14,6分)如图所示为某款混合动力汽车,具有动力好、排放低、起步平顺等优点。在怠速和低速行驶时,发动机停止运转,只靠电动机驱动,当传感器监测到车速达到发动机最佳工况时,行车电脑发送切换指令,择动离合器贴合到油动侧;当刹车降速后,又自动切回电动机驱动并停止给发动机供油,请根据示意图和描述,完成以下任务:
/
(1)该动力切换系统的控制手段和控制方式分别属于 和 (在①手动控制;②自动控制;③开环控制;④闭环控制中选择合适的选项,将序号填写在“ ”处);?
(2)该动力切换系统的执行器是 ,控制器是 (在①单片机;②择动离合器;③发动机;④汽车中选择合适的选项,将序号填写在“ ”处);?
(3)该系统中的传感器选用 (在①流量传感器;②速度传感器;③阻力传感器中选择合适的选项,将序号填写在“ ”处);?
(4)以下关于汽车动力电池充电方案,不合理的是 (①充电桩充电;②油动发动机带动发电机充电;③电机带动发电机充电;④刹车时发动机动力回收充电中选择合适的选项,将序号填写在“ ”处)。?
答案 (1)② ③ (2)② ① (3)② (4)③
10.(2017浙江五校联考,14,6分)如图所示是小明设计的小鸡孵化箱,该孵化箱包括微电脑数字温控器、温度探头、加热丝、水床等。系统正常运行时,当温度低于设定值时,加热丝加热;当温度高于设定值时,加热丝停止加热,使孵化箱内水床的温度保持在合理的范围之内。
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(1)补充完整小明设计的控制系统方框图(在①温度探头;②电源;③加热丝;④微电脑数字温控器中选择合适的选项,将序号填写在“ ”处); ?
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(2)温度传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在泡沫箱顶部中选择合适的选项,将序号填写在“ ”处);?
(3)为了节能环保,下列对鸡蛋孵化箱的优化措施合理的是 和 (在①换用更大的泡沫箱作为箱体;②换用更厚的泡沫箱作为箱体;③在泡沫箱内壁粘贴一层减小热辐射损失的材料;④换用功率更大的电源中选择合适的选项,将序号填写在“ ”处)。?
答案 (1)④ ③ ①(顺序不可颠倒) (2)②
(3)② ③
11.[2017浙江名校新高考联盟联考,14(1)(2)(3),4分]如图所示是智能行人过街系统示意图。当红灯亮时,电机带动闸门关闭,使行人停留在安全区域,检测装置一旦探测到有人翻越闸门闯红灯,控制电路通过继电器让扬声器发出警告声,提醒不要闯红灯。请根据示意图和描述完成以下任务:
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(1)该系统中闸门关闭子系统的控制手段和控制方式属于 和 (在①人工控制; ②自动控制;③开环控制;④闭环控制中选择合适的选项,将序号填写在“ ”处);?
(2)该系统中闯红灯警告子系统的检测装置可选用 (在①热敏传感器;②光敏传感器;③声敏传感器;④红外传感器中选择合适的选项,将序号填写在“ ”处);?
(3)该系统中闯红灯警告子系统的执行器是 (在①扬声器;②继电器;③电机;④控制电路中选择合适的选项,将序号填写在“ ”处)。?
答案 (1)② ③ (2)④ (3)②
12.[2017浙江绍兴模拟,14(1)(2),4分]如图所示为某奶粉干燥系统原理图,其工作过程为:热敏元件测量出干燥器的出口温度反馈到放大器,与给定的温度相比较,产生的偏差信号经可控硅控制的电动机操纵空气阀门,改变冷热空气的比例,从而把干燥器内的温度控制在给定温度范围内。请根据原理图和描述,完成以下任务:
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(1)该干燥系统的控制手段和控制方式分别属于 、 控制(在①机械;②电子;③开环;④闭环中选择两项,将序号填写在“ ”处);?
(2)该控制系统的执行器和被控对象分别是 、 (在①可控硅;②空气阀门;③热交换器;④放大器;⑤干燥室中选择两项,将序号填写在“ ”处)。?
答案 (1)② ④ (2)② ⑤
课件28张PPT。技术（浙江专用）专题八 控制与设计考点清单
考点一 控制的手段与应用考向基础一、控制的含义
1.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 ① 目标????发展,这就是控制。
2.构成控制的三要素:控制的② 对象????是什么、控制要达到什么③
????目的????和采取什么控制④ 手段????。温馨提示
对构成控制的三要素的理解二、控制的手段
1.按控制过程中人工干预的情形分:
(1)人工控制:控制的过程是在人的直接干预和全程干预下进行的。
(2)⑤ 自动控制????: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。
2.按执行机构的不同分:机械控制、气动控制、⑥ 液压????控制、⑦
????电子????控制等。三、控制的应用
1.控制在生活中的应用
控制应用到生活中,提高了人们的生活质量,人类能够在一定程度上按 照自己的意愿改变周围的环境,使之能满足人们的需要。
2.控制在生产中的应用
生产中往往需要对温度、湿度、压力、速度及加工动作等进行控制。
3.控制在军事、国防领域也有着广泛应用。考向基础考点二 控制系统的工作过程与方式一、控制系统
1.含义:任何一种控制的实现,都要通过若干个环节共同实现,这些环节 所涉及的装置就构成了一个系统,称为控制系统。
2.控制系统的输入与输出
(1)输入量:控制系统的① 启动????信号。
(2)输出量:控制系统所要② 控制????的信号,即③ 控制的目的????。3.控制系统通常分为:开环控制系统、④ 闭环????控制系统。
4.控制系统的方框图
在控制系统中,为了分析的方便,常采用⑤ 方框????来表示系统的环节, 用⑥ 单向信号线????来表示系统信号传递的方向,这种图称为控制系统 的方框图。二、开环控制系统
1.含义: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。
2.开环控制系统的方框图
3.开环控制系统各部分的作用
(1)被控对象:控制系统中所要求控制的装置或生产过程。
(2)控制器:对输入信号进行处理并发出命令的装置或元件。
(3)执行器:直接对被控对象进行控制的装置或元件。
(4)控制量:执行器的输出信号。三、闭环控制系统
1.含义: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。
2.闭环控制系统的方框图
?3.闭环控制系统各部分的作用
(1)给定量:即输入量。
(2)被控量:即输出量。
(3)检测装置:测量出被控量并返回到系统的输入端。
(4)⑦ 比较器????:将给定量与所检测的被控量进行比较,求出偏差值。温馨提示
开环控制系统与闭环控制系统的比较例1????[2016浙江3月学考,28(1),2分]如图所示是智能车位引导系统示意 图。该系统能够准确、快速引导驾驶员到达空余车位,其工作过程是: 中央处理器接收到超声波车位探测器探测的车位信息,经过处理后控制 信息发布器把空余车位信息通过引导屏和车位指示灯显示出来。根据 示意图及其描述,请回答下列问题。
?根据上述描述,分析该车位引导系统的控制过程,在方框图中“ ???? ????”处填写相应的内容。
?
引导屏和车位指示灯? 解析 本题考查控制系统的组成分析。该系统能根据探测器探测的车 位信息,使引导屏和车位指示灯显示空余车位信息,控制器为中央处理 器,执行器为信息发布器。答案 ①车位信息(超声波车位探测器探测的车位信息)
②中央处理器 ③信息发布器 ④空余车位信息考向突破
开环控制系统与闭环控制系统的判断方法例2????(2017浙江新高考联盟期始考,10,2分)如图所示是智能清洁机器 人,具有吸尘、防撞功能。吸尘系统用电机带动清扫刷转动,清扫灰尘 并将灰尘集中于吸风口处,由吸尘机构制造的吸力将灰尘吸入灰尘存储 器中。防撞系统中传感器检测周围的障碍物,单片机对信号加以判断, 控制电机驱动轮子改变方向,躲避障碍。如果吸尘系统与防撞系统的被 控对象分别为灰尘存储器和轮子,则以下分析正确的是?( )
?A.吸尘系统属于开环控制,防撞系统属于闭环控制
B.吸尘系统的执行器是吸力
C.防撞系统的传感器可以选用红外传感器
D.防撞系统的控制器是单片机解析 本题考查控制系统的组成分析。吸尘系统能够实现清扫并吸收 灰尘,不存在反馈,因此属于开环控制,吸尘机构是执行器。防撞系统根 据障碍物的情况控制轮子的运行,因此也属于开环控制,控制器是单片 机,因此D项正确,A、B项错误。红外传感器无法检测障碍物,不能作为 防撞系统的检测装置,因此C项错误。答案????D例3????[2017浙江新高考联盟期始考,14(1)(2),4分]洲际弹道导弹是一种 无人驾驶的无翼飞行器,以惯性制导为主。惯性制导(inertial guidance) 是利用陀螺仪和加速度表组成的惯性测量装置测量导弹的运动参数,控 制其按预定路线飞行的一种制导方式。整个制导系统由惯性测量装 置、计算机和执行机构等组成。惯性测量装置测出导弹运动参数,计算 机根据实时测得的数据、发射前输入的初始条件和重力影响等数据,算 出导弹的实际飞行速度、航向、姿态和坐标,并将这些数据与制导程序 要求的预定值进行比较,根据偏差值输出相应的制导指令,执行机构根 据制导指令控制导弹沿正确的路线飞行。请根据示意图和描述,完成以 下任务:?
(1)该制导系统的控制手段和控制方式分别属于 ????和 ????(在① 手动控制;②自动控制;③开环控制;④闭环控制中分别选择合适的一项, 将序号填写在“ ????”处);(2)该控制系统的控制器和被控对象分别是 ????和 ????(在①陀螺
仪;②计算机;③加速度表;④洲际导弹中分别选择合适的一项,将序号填 写在“ ????”处)。解析 (1)、(2)题考查控制系统的组成分析。该系统能够自动控制导 弹按照预定路线飞行,因此属于自动控制、闭环控制,控制器为计算机, 被控对象为导弹。答案????(1)② ④ (2)② ④考点三 闭环控制系统的干扰与反馈考向基础一、干扰因素含义:在控制系统中,除输入量(给定值)以外,引起① 被控量????变化的 各种因素称为干扰因素。二、反馈
1.含义:在自动控制系统中,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② 比较????的过程,称为反馈。
2.反馈方法: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③ 目标????运行的方法,称为反馈方法。三、功能模拟法与黑箱方法
1.功能模拟法:以功能和行为的相似性为基础,用“模型”模拟“原型” 的④ 功能????和⑤ 行为????的方法,就是功能模拟法。
2.黑箱方法:通过对系统⑥ 输入????与⑦ 输出????关系的研究,进而推断 出系统内部结构及其功能的方法,就是黑箱方法。温馨提示
反馈与闭环控制系统的工作过程方法技巧
方法一????控制系统的组成分析
1.根据控制系统名称,分析控制系统的控制目的,先判断该系统的被控对 象及输出量、输入量。
注意:被控对象与输出量之间的从属关系,只要知道其中一个即可得到 另一个;先找输出量,反推输入量。
2.判断开、闭环控制系统
方法一:根据输入量和输出量。
开环控制系统:输入量和输出量都是状态量;输入量与输出量一般单位 不同且不可比较。开环控制系统的目的:一种输入状态对应一种输出状态。
闭环控制系统:输入量一般是设定值,输出量一般是实际值;输入量与输 出量单位相同且可以比较。
闭环控制系统的目的:使被控量(实际值)保持在给定量(设定值)范围内。
方法二:根据检测装置。(通常情况,若题干中出现“A检测到B”的形 式,则A是检测装置,B不是输入量就是输出量。这时只要判断B是输入 量还是输出量即可判断开、闭环)
开环控制系统:检测装置检测输入量。(此时检测装置不能写入方框图 中,不是反馈装置)
闭环控制系统:检测装置检测输出量。(此时检测装置写入方框图,作为
反馈装置)3.完善方框图
先填被控对象和输出量(被控量)、再填输入量(给定量);判断开、闭环 后,再根据被控对象找执行器和控制量,最后找起核心控制作用的控制器;
注意被控对象与输出量(被控量)、执行器与控制量的从属关系,以及输出量(被控量)和控制量的区别。
例1????(2019届浙江名校协作体联考,10,2分)如图所示是汽车的EPS电子 辅助转向系统。其工作原理:电子控制单元ECU根据转矩传感器检测到 的转矩电压信号、转动方向和车速信号等,向电动机发出指令,使电动 机输出相应大小和方向的转向助力转矩,从而产生辅助动力。下列关于 该控制系统的说法中,正确的是?( )A.转矩传感器检测到的信号参与反馈
B.车速信号不属于输入量
C.控制量是转向助力转矩
D.被控对象是电动机解析 本题考查控制系统的组成分析。对于该EPS电子辅助转向系统, 被控对象是车轮,输出量是车轮的转向,输入量是转矩电压信号、转动 方向和车速信号等,执行器是电动机,控制量是电动机输出相应大小和 方向的转向助力转矩,属于开环控制系统。综上,故选C。答案????C方法二????分析影响控制系统运行的干扰因素时的注意事项
1.干扰既存在于闭环控制系统中,也存在于开环控制系统中。
2.干扰因素通常作用在被控对象上,其作用是使被控量偏离给定值。
3.通常控制系统中的干扰因素不止一个,因此必须对可能存在的干扰进 行全面的调查和分析。但并非所有干扰都需要采取抗干扰措施来克服, 因为任何抗干扰措施的实现,都意味着系统结构的复杂和成本的增加。例2????(2016浙江3月学考,20,3分)某学校铃声控制系统的工作过程是:电 脑根据设定的时间顺序,发出电信号给功率放大器,使音箱发出铃声。 各种干扰因素会造成系统工作不正常,下列不属于干扰因素的是 (???? )
A.电脑中侵入病毒程序
B.响铃时间顺序设定错误
C.工作电压超出系统正常工作范围
D.系统附近使用无线电设备解析 本题考查干扰因素的概念。响铃时间的设定是系统的输入量,不 属于干扰因素,因此B项符合题意。答案????B
