技術(shù)與設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)提綱(第四章控制與設(shè)計(jì))

1、第四章控制與設(shè)計(jì)一、控制的要素：、。這三個(gè)也是理解控制現(xiàn)象必須弄明白的問(wèn)題。例題 1、理解一個(gè)控制現(xiàn)象，要明確控制的對(duì)象是什么，控制要達(dá)到什么目的和采取什么控制手段。例如，射擊比賽的射手通過(guò)瞄準(zhǔn)目標(biāo)，使子彈射中靶心，分析這個(gè)過(guò)程，其控制的對(duì)象是：（）A、人B、槍C、子彈D、靶二、控制的類(lèi)型：1、從控制過(guò)程中人工干預(yù)的情形來(lái)分：（手動(dòng)控制）：（必須在人的直接干預(yù)下才能完成控制任務(wù)的控制系統(tǒng)。）如人工紡紗、打開(kāi)普通自來(lái)水龍頭，撳按鍵打開(kāi)電燈、駕駛汽車(chē)等；：（不需要人的干預(yù)，就可按期望規(guī)律或預(yù)定程序進(jìn)行的控制系統(tǒng)。）例題 1、控制系統(tǒng)中屬于自動(dòng)控制系統(tǒng)的是（）A、按鈕開(kāi)關(guān)控制B、普通自來(lái)水龍頭C、花

2、房恒溫控制D、汽車(chē)駕駛2、從手搖扇到電風(fēng)扇到空調(diào)器的發(fā)展過(guò)程來(lái)看，體現(xiàn)了（）A、從機(jī)械控制到電子控制的過(guò)程B 、從手動(dòng)到手動(dòng)控制再到自動(dòng)控制的過(guò)程C、從手動(dòng)到電動(dòng)控制的過(guò)程D、從自動(dòng)到手動(dòng)控制的過(guò)程3、下列控制現(xiàn)象是自動(dòng)控制的是（）A、騎自行車(chē)B、舂 MC、農(nóng)用灌溉抽水的控制D、用氣筒給自行車(chē)的輪胎充氣三、控制系統(tǒng)的組成簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)由兩部分組成，即和。其中控制裝置，包括、控制器、等環(huán)節(jié)，對(duì)于閉環(huán)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，還包括反饋環(huán)節(jié)和比較環(huán)節(jié)。還要了解簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的輸入量、輸出量、控制量、被控制量等。四、控制系統(tǒng)的分類(lèi)：開(kāi)環(huán)控制與閉環(huán)控制（一）開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)（不將控制的結(jié)果反饋回來(lái)影響控制作用的系統(tǒng)）1

3、 、：是指輸出量不對(duì)系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響的控制系統(tǒng)。如十字路口的紅綠燈定時(shí)控制系統(tǒng)、樓宇的防盜報(bào)警控制系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、公園的音樂(lè)噴泉自動(dòng)控制系統(tǒng)等。例題 1、下列控制系統(tǒng)中，屬于開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的是（）A、電冰箱的溫度控制B、計(jì)算機(jī)的 CPU上的風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速控制C、現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)溫室的溫度控制D、電風(fēng)扇調(diào)速開(kāi)關(guān)系統(tǒng)2、下列不屬于開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的是：（）A、自動(dòng)門(mén)B、自動(dòng)聲控?zé)鬋、自動(dòng)烘手機(jī)D、電飯鍋溫控系統(tǒng)2、特征：系統(tǒng)的輸出量?jī)H受輸入量控制，輸入量到輸出量之間的信號(hào)是單向傳遞。3、開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖：輸入量傳感器控制器執(zhí)行器控制量被控對(duì)象輸出量（ 1）輸入量：控制系統(tǒng)的給定量，如游泳池進(jìn)水的

4、設(shè)定時(shí)間。例題 1、箱工作時(shí)溫度設(shè)定在一定的范圍值，當(dāng)箱內(nèi)溫度變化超過(guò)設(shè)定的范圍值時(shí)，熱敏電阻的阻值也相應(yīng)地變化，通過(guò)熱敏電阻的變化電流經(jīng)過(guò)三極管放大器的放大，帶動(dòng)繼電器，控1 / 4制壓縮的啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電冰箱的溫度控制。溫度的變化量是：（）A、輸入量B、輸出量C、控制量C、被控量（ 2 ）輸出量（被制量）：控制系統(tǒng)所要控制的量，也就是說(shuō)這個(gè)系統(tǒng)要控制的是什么量，也是控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)，如游泳池的水位。例題 1、投籃的過(guò)程中，被控量是：（）A、籃框的位置B、投籃的力度、角度C、籃球的落點(diǎn)D、以上皆是（ 3 ）控制量：執(zhí)行器的輸出信號(hào)，能對(duì)控制被控對(duì)象產(chǎn)生作用，從而被控量發(fā)生變化的量。如流過(guò)閥門(mén)的

5、水量。例題 1、冰箱工作時(shí)溫度設(shè)定在一定的范圍值，當(dāng)箱內(nèi)溫度變化超過(guò)設(shè)定的范圍值時(shí)，熱敏電阻的阻值也相應(yīng)地變化，通過(guò)熱敏電阻的變化電流經(jīng)過(guò)三極管放大器的放大，帶動(dòng)繼電器，控制壓縮的啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電冰箱的溫度控制。溫度的變化量是：（）A 、輸入量B、輸出量 C 、控制量 D 、其他量（ 4 ）被控對(duì)象：控制系統(tǒng)中所要求控制的裝置或生產(chǎn)過(guò)程，如游泳池。（需要控制的機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程）例題 1、按時(shí)間順序進(jìn)行控制的“交通路口紅綠燈控制系統(tǒng)”的方“圖如下。此方框圖中，被控對(duì)象是 ( )。A、控制電路設(shè)定時(shí)序 (時(shí)開(kāi)關(guān)狀態(tài)B、紅綠燈間信號(hào) )控制電路開(kāi)關(guān)裝置紅綠燈C、開(kāi)關(guān)裝置D、紅綠燈的開(kāi)關(guān)狀態(tài)2 、“皮

6、影戲”是我國(guó)的傳統(tǒng)的民間藝術(shù)，演員只要在屏幕和燈光之間抖動(dòng)如栓在“小兔”身上的細(xì)線，屏幕上就能出現(xiàn)生動(dòng)活潑的小兔形象，這是一種控制現(xiàn)象，其控制對(duì)象是（）A、細(xì)線B、“小兔”C、屏幕D、燈光（ 5 ）執(zhí)行器：直接對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的裝置或元件，在控制系統(tǒng)中，將控制器的信號(hào)轉(zhuǎn)變成能影響被控對(duì)象的信號(hào)裝置。如進(jìn)水閥門(mén)；例題 1、自行車(chē)剎車(chē)控制過(guò)程如下：剎車(chē)時(shí)，施加一定的握把力，通過(guò)杠桿系統(tǒng)，使剎車(chē)片壓緊車(chē)圈（或輪軸），車(chē)輪減速。剎車(chē)握緊力與車(chē)輪轉(zhuǎn)速一一對(duì)應(yīng)。這是一個(gè)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)，其方框圖如下。在這個(gè)控制系統(tǒng)中執(zhí)行器是（）握緊力車(chē)輪轉(zhuǎn)速握把、杠桿系剎車(chē)片車(chē)輪A、握把B 、杠桿系統(tǒng)C、剎車(chē)片D、車(chē)輪2、

7、以下的控制系統(tǒng)方框圖中，執(zhí)行器是（）3、自行車(chē)速度控制系統(tǒng)中的被控對(duì)象和執(zhí)行器分別是（）A、人和自行車(chē)B、自行車(chē)和速度C、自行車(chē)和剎車(chē)片D、剎車(chē)柄和剎車(chē)片（ 6 ）控制器：對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理并發(fā)出控制命令的裝置或元件，如控制電路。（對(duì)被控對(duì)2 / 4象起控制作用的設(shè)備總體，即控制裝置。）例題 1、小朋友在玩用筷子夾乒乓球的游戲，這個(gè)過(guò)程的被控對(duì)象、控制器和執(zhí)行器分別是：（ ）A、筷子、大腦、手B、筷子、眼睛、手C、乒乓球、手、筷子D 、乒乓球、大腦、手（ 7）傳感器：監(jiān)測(cè)元件。感知信號(hào)并傳遞信號(hào)至下一環(huán)節(jié)。（二）閉環(huán)控制系統(tǒng)1 、：是指在系統(tǒng)的輸出端與輸入端之間存在反饋回路，輸出量對(duì)控制過(guò)程產(chǎn)

8、生影響的控制系統(tǒng)。例題 1、 齊魯名校 2008-2009 高三質(zhì)量監(jiān)測(cè) 衛(wèi)生間的抽水水箱，當(dāng)放水沖刷時(shí)，水箱水位下降，浮球也隨之下沉，這時(shí)與浮球以杠桿相連接的活塞式進(jìn)水閥門(mén)打開(kāi)，開(kāi)始注水。水位升高，浮球上升，進(jìn)水閥門(mén)逐漸關(guān)小，浮球升到一定位置，進(jìn)水停止。這種控制系統(tǒng)是（）A、閉環(huán)控制系統(tǒng) B、開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)以 C、浮球控制系統(tǒng) D、活塞控制系統(tǒng)2、學(xué)校的打鈴系統(tǒng)目前一般都由電腦控制，其控制系統(tǒng)為（）A 機(jī)械控制、閉環(huán)、控制系統(tǒng)B、電子控制、閉環(huán)控制系統(tǒng)C 機(jī)械控制、開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)D、電子控制、開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)2 、特征：系統(tǒng)的輸出端與輸入端信號(hào)之間存在一個(gè)回路反饋回路。這類(lèi)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，信

9、息流經(jīng)的路徑有兩條，一條自輸入端傳到輸出端，另一條是輸出端信息反傳到輸入端的比較環(huán)節(jié)。它可以有較高控制精度和有較強(qiáng)的抗干擾性能。3、簡(jiǎn)單閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖：干擾信號(hào)比偏較差器量給定量控制量被控量輸入量控制器執(zhí)行器被控對(duì)象輸出量反饋量反饋環(huán)節(jié)反饋環(huán)節(jié)（檢測(cè)裝 ：比較器它將給定量與所檢測(cè)的被控量進(jìn)行比較，求出偏差值；反饋環(huán)節(jié)：監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)裝置測(cè)量出被控量并返回到系統(tǒng)的輸入端。反饋：控制系統(tǒng)中，將輸出量通過(guò)適當(dāng)?shù)臋z測(cè)裝置返回到輸入端并與輸入量進(jìn)行比較的過(guò)程，就是反饋。即，將輸出信息反傳給比較環(huán)節(jié)的做法。利用反饋來(lái)分析和處理被控對(duì)象，通過(guò)系統(tǒng)的輸出來(lái)調(diào)整系統(tǒng)的行為，使系統(tǒng)沿著預(yù)期的目標(biāo)運(yùn)行的方法，稱

10、為反饋方法。如自動(dòng)電水壺具有當(dāng)水沸騰時(shí)自動(dòng)切斷電源的功能。例題 1、用者雖然不一定懂得電機(jī)內(nèi)部的構(gòu)造和機(jī)理，卻知道按哪個(gè)開(kāi)關(guān)打開(kāi)它，調(diào)整哪些開(kāi)關(guān)可以得到清晰穩(wěn)定的畫(huà)面效果，判斷什么情況下大概出了什么故障等等。這是（）方法的一種具體應(yīng)用。A、功能模擬法B、黑箱方法C、反饋方法D、控制方法3 / 4干擾信號(hào)：干擾因素。在控制系統(tǒng)框圖中，干擾作用一般表示在上?？刂葡到y(tǒng)的干擾因素：在控制系統(tǒng)中，除輸入量（給定值）以外，引起被控量變化的各種因素。有的干擾因素是由于環(huán)境造成的，如影響自行車(chē)行駛速度的變化的自然風(fēng)等；有的干擾因素是人為原因所致，如影響飛機(jī)導(dǎo)航信號(hào)的手機(jī)信號(hào)等。在控制系統(tǒng)中，干擾因素可能有一個(gè)

11、，也可能有若干個(gè)。如戰(zhàn)士在大風(fēng)大雨中進(jìn)行射擊練習(xí)，風(fēng)和雨都是子彈命中準(zhǔn)確度的干擾因素。控制系統(tǒng)在工作中必須克服干擾，使被控量穩(wěn)定。例題 1、在空調(diào)器的溫度控制系統(tǒng)中，下列不屬于影響其溫度控制的干擾因素的是（）A、打開(kāi)門(mén)窗B、空調(diào)器所在的房間溫度由200C 變到 320C C、市電壓不穩(wěn)定D、房間內(nèi)人數(shù)增加2、在電冰箱的溫度控制系統(tǒng)中，下列情況不屬于影響其溫度控制的干擾因素有（）A、打開(kāi)冰箱門(mén) B 、電冰箱所在房間的溫度從 20變到 32 C、熱菜或飯菜放入電冰箱中 D、在電冰箱外放一盆冷水3 、普通的家用燃?xì)鉄崴髟谑褂玫倪^(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)出水溫度不穩(wěn)定的現(xiàn)象，最有可能的干擾因素是：（）A、燃?xì)鉄崴髦車(chē)L(fēng)不暢B、進(jìn)入到燃?xì)鉄崴鞯囊夯瘹鈿鈮翰环€(wěn)定C、燃?xì)鉄崴鲊姎饪谟信K物使噴氣不暢 D 、有人在附近開(kāi)關(guān)水籠頭導(dǎo)致水壓不穩(wěn)定 ( 三 ) 開(kāi)環(huán)控制與閉環(huán)控制的簡(jiǎn)單區(qū)分在分析一個(gè)系統(tǒng)是開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)還是閉環(huán)控制系統(tǒng)，首先要分清所給出的系統(tǒng)是指的哪段過(guò)程或者是系統(tǒng)的哪一部分。1. 通過(guò)觀察開(kāi)環(huán)控制框圖和閉環(huán)控制框圖來(lái)區(qū)分：閉環(huán)控制框圖有“比較器”和“反饋環(huán)節(jié)”，開(kāi)環(huán)控制沒(méi)有；閉環(huán)控制框圖形成一個(gè)閉合回路，而開(kāi)環(huán)控制框圖不是。2. 看“傳感器”感知的量，閉環(huán)控制中的“反饋環(huán)節(jié)”就是“傳感器”，感知