通用技术选考高三千题练第十一章控制与设计（二）
一、控制与设计
1．如图所示是某款风力发电机，上面有方向调整系统，可以调节风机转向，使风机正对风向，也可以在大风的情况下使风机机头偏离风向，以达到降低转速，保护风机。具体工作过程为：当风力不大时，检测到风向发生改变，控制电路发出指令，使舵机运转，从而使风机正对风向，当检测到风力超过设定的上限值时，控制电路又会发出指令，让舵机运转，使风机机头偏离风向。关于风机方向调整系统中的舵机运转子系统，下列说法正确的是（ ）
A．被控对象是风力发电机 B．输入量为风的大小和方向
C．输出量为机头的转向 D．该控制系统是闭环控制系统
【答案】B
【知识点】控制的手段和方法；简单开环控制系统的基本组成和工作过程
2．造纸厂采用一套自动控制纸张厚度的系统，β射线穿过纸，在另一侧β射线接收器接收β射线，如果纸偏厚或偏薄，穿过纸以后的β射线就会变化，根据β射线接收器检测到的β射线变化，由控制器发出指令来控制轧机中轧辊调整装置来调整轧辊之间的间隙，控制纸张达到要求的厚度。如图所示是能正常生产的控制示意图，下列因素的变化对生产的纸张厚度没有影响的是（ ）
A．轧机中轧辊调整装置的精度 B．输入纸浆厚度的变化
C．射线检测装置的性能 D．设定的纸张厚度
【答案】B
【知识点】闭环控制系统的基本组成
3．（2019高二下·杭州期中）如图所示是酒店用的洒水灭火喷头结构示意图，该喷水控制系统的工作原理是：当防护区发生火灾时，环境温度升高，玻璃球内的感温液体受热膨胀，如果达到设定的动作温度值，玻璃球就会爆破，于是密封件脱落，开启喷头洒水进行灭火。以下对该喷水控制系统中，描述正确的是（ ）
A．玻璃球与感温液体组成的装置发出控制指令的作用
B．达到设定的动作温度值，就会洒水灭火，所以为闭环控制系统
C．玻璃球内的感温液体受外界环境热胀冷缩，所以该控制为液压控制
D．喷头堵塞不属于该控制系统的干扰因素
【答案】A
【知识点】控制的手段和方法；简单开环控制系统的基本组成和工作过程；简单控制系统运行的主要干扰因素
4．（2019高二下·丽水期末）小明设计一个夜晚开窗报警器。当夜晚窗户被打开时，报警器就发出报警声，否则不报警。设计时将报警器的喇叭确定为被控对象，下列构思不可行的是（ ）
A．执行器可选用电子开关
B．可选用定时器设置系统启动时间
C．控制方式可定为闭环控制系统
D．可选用干簧管检测窗户是否打开
【答案】C
【知识点】设计方案的常用构思方法
5．如图所示是某洗碗机控制系统结构示意图，其工作原理是通过洗涤泵将水流通过淋喷器高压喷出，水流的反作用力使淋喷器旋转，从而使水流可以达到洗碗机的任何角落，水流经过加热器加热后温度可达60至80度，在高温水流和强碱性洗涤剂的作用下，有效地除去餐具上的油污。下列关于该控制系统的分析，不正确的是（ ）
A．淋喷子系统中，控制器是洗涤泵
B．淋喷子系统中，被控对象是餐具
C．水温加热子系统中，被控对象是水
D．水温加热子系统中，执行器是加热装置
【答案】A
【知识点】简单开环控制系统的基本组成和工作过程
6．高速动车系统，内有烟雾预警控制系统。其工作原理是：烟雾传感器将检测到的烟雾信号送入中心控制器，与设定值进行比较，当高于设定值时，继电器通电，喇叭产生蜂鸣声；同时向制动器发出指令，动车组紧急制动而减速。关于该烟雾预警控制系统，下列说法不正确的是（ ）
A．该控制系统的执行器是继电器
B．烟雾传感器是检测装置，检测的是输入量
C．该控制系统是开环控制系统
D．乘客在车厢内抽烟属于该控制系统的干扰因素
【答案】D
【知识点】控制的手段和方法；简单开环控制系统的基本组成和工作过程
7．如图所示是石材切割机工作原理图。通过人机界面将石材的切割参数输入控制器，控制器通过继电器控制各个电机工作，工作台将石材移至设定位置，横梁下降，刀盘旋转并沿着横梁进给，完成切割。电机上的旋转编码器将电机的旋转量转换为计数脉冲信号，送入控制器中进行运算，控制器获得各个方向的间接位移量，并与设定值比较，当达到设定值时控制器控制相应的电机停止转动。
该切割机的电机驱动控制系统中的被控对象是（ ）
A．电机 B．刀盘 C．横梁 D．石材
【答案】A
【知识点】闭环控制系统的基本组成
8．（2019·浙江模拟）如图所示是体育馆升旗控制系统示意图，图中控制电脑输出音频信号奏起国歌的同时也输出控制信号给继电器，继电器工作，电动机带动卷扬机转动，旗杆向上升。当国歌结束，控制信号消失，旗杆刚好升到顶部停住。关于该控制系统说法中正确的是（ ）
A．该控制系统的被控对象是卷扬机
B．该控制系统的控制量是旗杆的升降
C．电动机电源电压的波动是该控制系统的干扰因素
D．该系统的设计模拟了人的功能和行为，是黑箱方法的应用
【答案】C
【知识点】简单开环控制系统的基本组成和工作过程；简单控制系统运行的主要干扰因素；功能模拟方法和黑箱方法
9．如图所示是无拖曳航天器控制系统，该系统主要由检查质量块悬浮控制环路、无拖曳控制器、微推进器和航天器平台等模块组成，其中检查质量块悬浮控制环路可以保持检验质量处于框架的中心位置，同时能高精度获取航天器平台和检验质量块之间的位置偏差，并传输给无拖曳控制器，微推进器产生推力，保证航天器平台以检验质量块为中心。该系统可以减小航天器受宇宙环境扰动的影响，确保超稳的实验环境。下列关于无拖曳航天器控制系统说法合理的是（ ）
A．被控对象是航天器平台，控制量是微推进器产生的推力大小
B．该控制系统属于自动、开环控制
C．由于该系统可以抵消太空环境对航天器平台的扰动力，所以太阳光压等宇宙环境因素不属于该系统的干扰因素
D．研究检验质量块悬浮控制环路时，要逐个分析位移传感器、悬浮控制器等要素的功能，采用了黑箱方法
【答案】A
【知识点】系统的分析；控制的手段和方法；闭环控制系统的基本组成；简单控制系统运行的主要干扰因素
10．（2020高一下·温州期中）如图所示为某工业机器人的工作结构示意图，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，转角和速度检测元件检测伺服电机的转动角度和速度，并反馈到伺服控制器与设定值比较，伺服控制器根据差值发出运动信号，驱动装置将运动信号转变成相应的电流驱动伺服电机转动。在机械传动子系统中，伺服电机带动机械臂做相应动作，实现对机械臂的位置和运动的控制。下列关于电机控制子系统的分析中不正确的是（ ）
A．控制器是伺服控制器
B．执行器是驱动装置
C．被控对象是机械臂
D．输出量是电机的实际转动角度和转速
【答案】C
【知识点】闭环控制系统的基本组成；闭环控制系统的工作过程
11．如图所示是一款智能睡毯，它可利用薄膜传感器栓测人的心率、呼吸、体动等体征，同时检测被窝内外的温度，进行算法匹配后，基于人体睡眠阶段对环境温度实时调节，营造温度适宜的睡眠环境。唤醒功能：控制电路根据App上设定的时间，发出指令提前接通相应电子开关，渐渐升高温度、内置的振动器持续发出轻微震动，直到人起床。下列关于唤醒控制系统的分析中，正确的是（ ）
A．执行器是电子开关
B．被控对象是睡毯上的人
C．控制量是App上设定的时间
D．该系统含有检测装置和比较部分，属于闭环控制系统
【答案】A
【知识点】控制的手段和方法；简单开环控制系统的基本组成和工作过程
12．（2019高三上·宁波模拟）如图所示是路灯除尘系统。当安装在路灯杆上的空 气质量探测器检测到空气中飘浮的颗粒物浓度达到设 定值上限时，智能终端接收到信号向自控阀下达开启指令，摇臂喷头喷洒水雾，飘浮的颗粒物与水雾结合后降 落到地面。下列关于路灯除尘系统的分析中正确的是（ ）
A．控制方式属于闭环控制 B．执行器是进水管
C．控制量是颗粒物浓度值 D．被控对象是摇臂喷头
【答案】D
【知识点】控制的手段和方法；简单开环控制系统的基本组成和工作过程
13．如图所示为电热水壶。其工作原理为，按下电源开关，发热底盘通电加热，当水沸腾时产生的水蒸汽使感温元件的双金属片变形，这种变形通过杠杆原理推动电源开关断电。因电源开关断电后不可自复位，故断电后水壶中的水不会自动再加热。用控制系统方框图表示电热水壶温度控制系统，被控对象的确定合适的是（ ）
A．电源开关 B．双金属片 C．发热底盘 D．水壶和水
【答案】D
【知识点】闭环控制系统的基本组成
14．（2019高二下·浙江期中）下列关于控制系统的说法中不正确的是（ ）
A．开环控制系统与闭环控制系统的根本区别在于是否存在反馈环节
B．闭环控制系统的输出量会影响控制过程
C．干扰因素只存在于闭环控制系统中
D．有检测装置的控制系统可能是开环控制系统
【答案】C
【知识点】闭环控制系统的反馈
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一、控制与设计
1．如图所示是某款风力发电机，上面有方向调整系统，可以调节风机转向，使风机正对风向，也可以在大风的情况下使风机机头偏离风向，以达到降低转速，保护风机。具体工作过程为：当风力不大时，检测到风向发生改变，控制电路发出指令，使舵机运转，从而使风机正对风向，当检测到风力超过设定的上限值时，控制电路又会发出指令，让舵机运转，使风机机头偏离风向。关于风机方向调整系统中的舵机运转子系统，下列说法正确的是（ ）
A．被控对象是风力发电机 B．输入量为风的大小和方向
C．输出量为机头的转向 D．该控制系统是闭环控制系统
2．造纸厂采用一套自动控制纸张厚度的系统，β射线穿过纸，在另一侧β射线接收器接收β射线，如果纸偏厚或偏薄，穿过纸以后的β射线就会变化，根据β射线接收器检测到的β射线变化，由控制器发出指令来控制轧机中轧辊调整装置来调整轧辊之间的间隙，控制纸张达到要求的厚度。如图所示是能正常生产的控制示意图，下列因素的变化对生产的纸张厚度没有影响的是（ ）
A．轧机中轧辊调整装置的精度 B．输入纸浆厚度的变化
C．射线检测装置的性能 D．设定的纸张厚度
3．（2019高二下·杭州期中）如图所示是酒店用的洒水灭火喷头结构示意图，该喷水控制系统的工作原理是：当防护区发生火灾时，环境温度升高，玻璃球内的感温液体受热膨胀，如果达到设定的动作温度值，玻璃球就会爆破，于是密封件脱落，开启喷头洒水进行灭火。以下对该喷水控制系统中，描述正确的是（ ）
A．玻璃球与感温液体组成的装置发出控制指令的作用
B．达到设定的动作温度值，就会洒水灭火，所以为闭环控制系统
C．玻璃球内的感温液体受外界环境热胀冷缩，所以该控制为液压控制
D．喷头堵塞不属于该控制系统的干扰因素
4．（2019高二下·丽水期末）小明设计一个夜晚开窗报警器。当夜晚窗户被打开时，报警器就发出报警声，否则不报警。设计时将报警器的喇叭确定为被控对象，下列构思不可行的是（ ）
A．执行器可选用电子开关
B．可选用定时器设置系统启动时间
C．控制方式可定为闭环控制系统
D．可选用干簧管检测窗户是否打开
5．如图所示是某洗碗机控制系统结构示意图，其工作原理是通过洗涤泵将水流通过淋喷器高压喷出，水流的反作用力使淋喷器旋转，从而使水流可以达到洗碗机的任何角落，水流经过加热器加热后温度可达60至80度，在高温水流和强碱性洗涤剂的作用下，有效地除去餐具上的油污。下列关于该控制系统的分析，不正确的是（ ）
A．淋喷子系统中，控制器是洗涤泵
B．淋喷子系统中，被控对象是餐具
C．水温加热子系统中，被控对象是水
D．水温加热子系统中，执行器是加热装置
6．高速动车系统，内有烟雾预警控制系统。其工作原理是：烟雾传感器将检测到的烟雾信号送入中心控制器，与设定值进行比较，当高于设定值时，继电器通电，喇叭产生蜂鸣声；同时向制动器发出指令，动车组紧急制动而减速。关于该烟雾预警控制系统，下列说法不正确的是（ ）
A．该控制系统的执行器是继电器
B．烟雾传感器是检测装置，检测的是输入量
C．该控制系统是开环控制系统
D．乘客在车厢内抽烟属于该控制系统的干扰因素
7．如图所示是石材切割机工作原理图。通过人机界面将石材的切割参数输入控制器，控制器通过继电器控制各个电机工作，工作台将石材移至设定位置，横梁下降，刀盘旋转并沿着横梁进给，完成切割。电机上的旋转编码器将电机的旋转量转换为计数脉冲信号，送入控制器中进行运算，控制器获得各个方向的间接位移量，并与设定值比较，当达到设定值时控制器控制相应的电机停止转动。
该切割机的电机驱动控制系统中的被控对象是（ ）
A．电机 B．刀盘 C．横梁 D．石材
8．（2019·浙江模拟）如图所示是体育馆升旗控制系统示意图，图中控制电脑输出音频信号奏起国歌的同时也输出控制信号给继电器，继电器工作，电动机带动卷扬机转动，旗杆向上升。当国歌结束，控制信号消失，旗杆刚好升到顶部停住。关于该控制系统说法中正确的是（ ）
A．该控制系统的被控对象是卷扬机
B．该控制系统的控制量是旗杆的升降
C．电动机电源电压的波动是该控制系统的干扰因素
D．该系统的设计模拟了人的功能和行为，是黑箱方法的应用
9．如图所示是无拖曳航天器控制系统，该系统主要由检查质量块悬浮控制环路、无拖曳控制器、微推进器和航天器平台等模块组成，其中检查质量块悬浮控制环路可以保持检验质量处于框架的中心位置，同时能高精度获取航天器平台和检验质量块之间的位置偏差，并传输给无拖曳控制器，微推进器产生推力，保证航天器平台以检验质量块为中心。该系统可以减小航天器受宇宙环境扰动的影响，确保超稳的实验环境。下列关于无拖曳航天器控制系统说法合理的是（ ）
A．被控对象是航天器平台，控制量是微推进器产生的推力大小
B．该控制系统属于自动、开环控制
C．由于该系统可以抵消太空环境对航天器平台的扰动力，所以太阳光压等宇宙环境因素不属于该系统的干扰因素
D．研究检验质量块悬浮控制环路时，要逐个分析位移传感器、悬浮控制器等要素的功能，采用了黑箱方法
10．（2020高一下·温州期中）如图所示为某工业机器人的工作结构示意图，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，转角和速度检测元件检测伺服电机的转动角度和速度，并反馈到伺服控制器与设定值比较，伺服控制器根据差值发出运动信号，驱动装置将运动信号转变成相应的电流驱动伺服电机转动。在机械传动子系统中，伺服电机带动机械臂做相应动作，实现对机械臂的位置和运动的控制。下列关于电机控制子系统的分析中不正确的是（ ）
A．控制器是伺服控制器
B．执行器是驱动装置
C．被控对象是机械臂
D．输出量是电机的实际转动角度和转速
11．如图所示是一款智能睡毯，它可利用薄膜传感器栓测人的心率、呼吸、体动等体征，同时检测被窝内外的温度，进行算法匹配后，基于人体睡眠阶段对环境温度实时调节，营造温度适宜的睡眠环境。唤醒功能：控制电路根据App上设定的时间，发出指令提前接通相应电子开关，渐渐升高温度、内置的振动器持续发出轻微震动，直到人起床。下列关于唤醒控制系统的分析中，正确的是（ ）
A．执行器是电子开关
B．被控对象是睡毯上的人
C．控制量是App上设定的时间
D．该系统含有检测装置和比较部分，属于闭环控制系统
12．（2019高三上·宁波模拟）如图所示是路灯除尘系统。当安装在路灯杆上的空 气质量探测器检测到空气中飘浮的颗粒物浓度达到设 定值上限时，智能终端接收到信号向自控阀下达开启指令，摇臂喷头喷洒水雾，飘浮的颗粒物与水雾结合后降 落到地面。下列关于路灯除尘系统的分析中正确的是（ ）
A．控制方式属于闭环控制 B．执行器是进水管
C．控制量是颗粒物浓度值 D．被控对象是摇臂喷头
13．如图所示为电热水壶。其工作原理为，按下电源开关，发热底盘通电加热，当水沸腾时产生的水蒸汽使感温元件的双金属片变形，这种变形通过杠杆原理推动电源开关断电。因电源开关断电后不可自复位，故断电后水壶中的水不会自动再加热。用控制系统方框图表示电热水壶温度控制系统，被控对象的确定合适的是（ ）
A．电源开关 B．双金属片 C．发热底盘 D．水壶和水
14．（2019高二下·浙江期中）下列关于控制系统的说法中不正确的是（ ）
A．开环控制系统与闭环控制系统的根本区别在于是否存在反馈环节
B．闭环控制系统的输出量会影响控制过程
C．干扰因素只存在于闭环控制系统中
D．有检测装置的控制系统可能是开环控制系统
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】控制的手段和方法；简单开环控制系统的基本组成和工作过程
2．【答案】B
【知识点】闭环控制系统的基本组成
3．【答案】A
【知识点】控制的手段和方法；简单开环控制系统的基本组成和工作过程；简单控制系统运行的主要干扰因素
4．【答案】C
【知识点】设计方案的常用构思方法
5．【答案】A
【知识点】简单开环控制系统的基本组成和工作过程
6．【答案】D
【知识点】控制的手段和方法；简单开环控制系统的基本组成和工作过程
7．【答案】A
【知识点】闭环控制系统的基本组成
8．【答案】C
【知识点】简单开环控制系统的基本组成和工作过程；简单控制系统运行的主要干扰因素；功能模拟方法和黑箱方法
9．【答案】A
【知识点】系统的分析；控制的手段和方法；闭环控制系统的基本组成；简单控制系统运行的主要干扰因素
10．【答案】C
【知识点】闭环控制系统的基本组成；闭环控制系统的工作过程
11．【答案】A
【知识点】控制的手段和方法；简单开环控制系统的基本组成和工作过程
12．【答案】D
【知识点】控制的手段和方法；简单开环控制系统的基本组成和工作过程
13．【答案】D
【知识点】闭环控制系统的基本组成
14．【答案】C
【知识点】闭环控制系统的反馈
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