通用技術學考復習必修2第四單元

1、第四單元 控制與設計最新考綱最新考綱好題精練好題精練典題精析典題精析第第4單元單元考情分析考情分析考點一：解釋案例中控制的對象和目的?？键c一：解釋案例中控制的對象和目的。 考點二：舉例說明控制在生產(chǎn)和生活中的應用?？键c二：舉例說明控制在生產(chǎn)和生活中的應用。 考點三：識別人工控制和自動控制?？键c三：識別人工控制和自動控制。從控制過程中_來分，控制有人工控制和自動控制。人工控制是指控制的過程是在人的_下進行的。自動控制是指在_的情況下，使事物的變化準確地按照期望的方向進行。普通高中通用技術課程中側重討論_。【答案】【答案】人工干預的情形 直接干預和全程干預 無人直接參與 自動控制最新考綱 重點能力

2、提升： 1、手動和自動的區(qū)別。 重點關注控制過程，即控制系統(tǒng)從哪里開始到哪里結束，在這一過程中需不需要人的參與區(qū)分。注意：啟動控制系統(tǒng)時人的參與是不算在控制過程中的人的參與的?？键c四：針對案例分析控制系統(tǒng)的基本組成、工作過程與考點四：針對案例分析控制系統(tǒng)的基本組成、工作過程與方式，能畫出相應控制系統(tǒng)的方框圖。方式，能畫出相應控制系統(tǒng)的方框圖。1開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成：開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成：_(給定量給定量)：即控制系統(tǒng)的給定量，如游泳池進水的設：即控制系統(tǒng)的給定量，如游泳池進水的設定時間；定時間；_(被控量被控量)：即控制系統(tǒng)所要控制的量，也是控制系統(tǒng)：即控制系統(tǒng)所要控制的量，也是控制系統(tǒng)的

3、輸出信號，如游泳池的水位；的輸出信號，如游泳池的水位；_：即控制系統(tǒng)中所要求的裝置或生產(chǎn)過程，如游泳池；：即控制系統(tǒng)中所要求的裝置或生產(chǎn)過程，如游泳池；_：即直接對被控對象進行控制的裝置或元件，如進水：即直接對被控對象進行控制的裝置或元件，如進水閥門；閥門； _：即對輸入信號進行處理并發(fā)出控制命令的裝置或：即對輸入信號進行處理并發(fā)出控制命令的裝置或元件，如控制電路；元件，如控制電路； _：即執(zhí)行器的輸出信號，如流過閥門的水量。：即執(zhí)行器的輸出信號，如流過閥門的水量?！敬鸢浮俊敬鸢浮?.輸入量輸入量 輸出量輸出量 被控對象被控對象 執(zhí)行器執(zhí)行器 控制控制器器 控制量控制量重點能力提升： 2、控制

4、系統(tǒng)各個組成部分的判斷。 輸入量：讓控制系統(tǒng)開始控制的信號。 控制器（實物）：有處理或判斷能力，對輸入信號進行處理的裝置或元件。 執(zhí)行器（實物）：直接對控制對象施加控制作用的裝置或元件，具體執(zhí)行控制器發(fā)出的控制命令。 控制量：執(zhí)行器發(fā)出的信號。 被控對象（實物）：控制系統(tǒng)要達成的目標所對應的對象，即輸出量的信號來源者，也是執(zhí)行器所控制的對象。 輸出量：控制系統(tǒng)的控制目的，控制對象所輸出的信號。 檢測裝置（實物）：具有檢測輸出量的裝置，多以傳感裝置為主。（注意：檢測裝置不能作為區(qū)別開環(huán)和閉環(huán)的標志）2 2控制系統(tǒng)的輸出與輸入之間有一定的控制系統(tǒng)的輸出與輸入之間有一定的_。開環(huán)控制系。開環(huán)控制系統(tǒng)

5、的統(tǒng)的_不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響。如：自動門的控制不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響。如：自動門的控制系統(tǒng)，紅外裝置是否檢測到人體熱輻射發(fā)出的信號是系統(tǒng)，紅外裝置是否檢測到人體熱輻射發(fā)出的信號是_，門的開啟或關閉是門的開啟或關閉是_，當人走近自動門時，門上方的紅外，當人走近自動門時，門上方的紅外裝置檢測到人體熱輻射發(fā)出的紅外信息，裝置檢測到人體熱輻射發(fā)出的紅外信息，_接收到該信號接收到該信號后，便會發(fā)出相應的指令，啟動后，便會發(fā)出相應的指令，啟動_運轉，從而帶動運轉，從而帶動_自動開啟。當門開啟之后，控制電路將作出判斷，如果自動開啟。當門開啟之后，控制電路將作出判斷，如果沒有人在門四周，就通知電動機

6、做反向運轉，使門關閉。沒有人在門四周，就通知電動機做反向運轉，使門關閉。【答案】對應關系【答案】對應關系 輸出量輸出量 輸入輸入 輸出輸出 控制電路控制電路 電動機電動機 門門3 3閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成：閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成：_：測量出被控量并返回到系統(tǒng)的輸入端；：測量出被控量并返回到系統(tǒng)的輸入端；是是_，它將它將_與所檢測的與所檢測的_進行比較，求出進行比較，求出_；_將這一偏差值進行運算處理，并向執(zhí)行器下達控制指令；將這一偏差值進行運算處理，并向執(zhí)行器下達控制指令；執(zhí)行器根據(jù)指令對被控對象進行控制，從而使被控量穩(wěn)定在一定范執(zhí)行器根據(jù)指令對被控對象進行控制，從而使被控量穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。

7、與開環(huán)控制系統(tǒng)相比，閉環(huán)控制系統(tǒng)多了一個由圍內(nèi)。與開環(huán)控制系統(tǒng)相比，閉環(huán)控制系統(tǒng)多了一個由_組組成的環(huán)節(jié)。成的環(huán)節(jié)?！敬鸢浮繖z測裝置【答案】檢測裝置 比較器比較器 給定量給定量 被控量被控量 偏差值偏差值 控制器控制器 檢檢測裝置測裝置 4 4閉環(huán)控制系統(tǒng)的閉環(huán)控制系統(tǒng)的_返回到輸入端并對控制過程產(chǎn)生影返回到輸入端并對控制過程產(chǎn)生影響。例如，游泳池水位控制系統(tǒng)，設定游泳池需要達到的水位是響。例如，游泳池水位控制系統(tǒng)，設定游泳池需要達到的水位是_，實際水位是，實際水位是_(_(輸出量輸出量) )，當實際水位比設定水位，當實際水位比設定水位_時，控制器控制進水閥門繼續(xù)注水；當實際水位時，控制器控制

8、進水閥門繼續(xù)注水；當實際水位_設定水位低時，控制器發(fā)出信號關閉進水閥門；實際水位一直與設設定水位低時，控制器發(fā)出信號關閉進水閥門；實際水位一直與設定水位比較，實際水位這一輸出量對控制過程產(chǎn)生影響。定水位比較，實際水位這一輸出量對控制過程產(chǎn)生影響?！敬鸢浮俊敬鸢浮枯敵隽?給定量 被控量 低 達到5 5在控制系統(tǒng)中，為了分析方便，常采用在控制系統(tǒng)中，為了分析方便，常采用_表示系統(tǒng)的表示系統(tǒng)的環(huán)節(jié)，用環(huán)節(jié)，用_來表示系統(tǒng)來表示系統(tǒng)_的方向，這種圖稱為控制的方向，這種圖稱為控制系統(tǒng)的方框圖，它表示了系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)在系統(tǒng)中的位置、系統(tǒng)的方框圖，它表示了系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)在系統(tǒng)中的位置、_和相互之間的關系，控

9、制系統(tǒng)的方框圖有兩種形式，一種和相互之間的關系，控制系統(tǒng)的方框圖有兩種形式，一種是是_方框圖，另一種是方框圖，另一種是_方框圖。方框圖?！敬鸢浮糠娇颉敬鸢浮糠娇?單向信號線單向信號線 信號傳遞信號傳遞 功能功能 邏輯邏輯 物理物理 6 6開環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖如下：開環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖如下：上圖中，輸入量即上圖中，輸入量即_；輸出量；輸出量( (被控量被控量) )即即_，也是控制系統(tǒng)的輸出信號；被控對象，也是控制系統(tǒng)的輸出信號；被控對象即控制系統(tǒng)中即控制系統(tǒng)中_的裝置或生產(chǎn)過程；執(zhí)行器即的裝置或生產(chǎn)過程；執(zhí)行器即_的裝置或元件；控制器即對的裝置或元件；控制器即對_進行處理并發(fā)出進行處理并發(fā)出_的

10、裝置或元件；控制量即的裝置或元件；控制量即_的輸出信號。的輸出信號?！敬鸢浮枯斎肓俊敬鸢浮枯斎肓?控制器控制器 執(zhí)行器執(zhí)行器 控制量控制量 被控對象被控對象 輸出量輸出量 控制系統(tǒng)的給定量控制系統(tǒng)的給定量 控制系統(tǒng)所要控制的量控制系統(tǒng)所要控制的量 所要求控制所要求控制 直接對被直接對被控對象進行控制控對象進行控制 輸入信號輸入信號控制命令控制命令 執(zhí)行器執(zhí)行器 7.7.閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖如下：閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖如下：上圖中，檢測裝置測量出上圖中，檢測裝置測量出_并返回到系統(tǒng)的并返回到系統(tǒng)的_；是比較器，它將是比較器，它將_與所檢測的與所檢測的_進行比較，求出進行比較，求出_；控制器將這一；

11、控制器將這一_進行運算進行運算處理，并向處理，并向_下達控制指令；執(zhí)行器根據(jù)指令對下達控制指令；執(zhí)行器根據(jù)指令對_進進行控制，從而使被控量穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。行控制，從而使被控量穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。【答案】給定量【答案】給定量 控制器控制器 執(zhí)行器執(zhí)行器 控制量控制量 被控對象被控對象 被控量被控量 檢測檢測裝置裝置被控量被控量 輸入端輸入端 給定量給定量 被控量被控量 偏差值偏差值 偏差值偏差值 執(zhí)行器執(zhí)行器 被控對象被控對象重點能力提升：3、開環(huán)和閉環(huán)的區(qū)別依據(jù)反饋區(qū)分開環(huán)無反饋，閉環(huán)有反饋。也可以抓住控制系統(tǒng)的輸出量判定。判斷狀態(tài)變化輸出（如燈的亮或滅，門的開或關等）開環(huán)可持續(xù)變化 輸 出（

12、如溫度，高度等）假 設 輸出 有 偏差控 制 系統(tǒng) 可 自行 糾 正偏差控制系統(tǒng)不能自行糾正偏差開環(huán)閉環(huán)輸出量 考點五：針對簡單控制系統(tǒng)說明其主要干擾因素考點五：針對簡單控制系統(tǒng)說明其主要干擾因素。1 1在控制系統(tǒng)中，除在控制系統(tǒng)中，除_以外，引起以外，引起_變化的各種變化的各種因素稱為干擾因素。在一般控制系統(tǒng)中，干擾因素是需要克服的。因素稱為干擾因素。在一般控制系統(tǒng)中，干擾因素是需要克服的。而在有些情況下，卻可以而在有些情況下，卻可以_干擾因素實現(xiàn)某種目的。干擾因素實現(xiàn)某種目的?！敬鸢浮俊敬鸢浮?.輸入量輸入量(給定值給定值) 被控量被控量 利用利用 2 2在控制系統(tǒng)中，干擾因素可能有在控制

13、系統(tǒng)中，干擾因素可能有_，也可能有，也可能有_。如戰(zhàn)士在大風大雨中進行設計練習，。如戰(zhàn)士在大風大雨中進行設計練習，_和和_都是子彈命中準確度的干擾因素。干擾可以影響到控制系都是子彈命中準確度的干擾因素。干擾可以影響到控制系統(tǒng)的統(tǒng)的_。【答案】一個【答案】一個 多個多個 風風 雨雨 各個環(huán)節(jié)各個環(huán)節(jié) 考點六：解釋反饋的含義，說出閉環(huán)控制系統(tǒng)中反饋環(huán)節(jié)的考點六：解釋反饋的含義，說出閉環(huán)控制系統(tǒng)中反饋環(huán)節(jié)的作用。作用。1 1控制系統(tǒng)中，將控制系統(tǒng)中，將_通過適當?shù)臋z測裝置返回到輸入端通過適當?shù)臋z測裝置返回到輸入端并與并與_進行比較的過程，就是反饋。利用反饋來分析和處進行比較的過程，就是反饋。利用反饋

14、來分析和處理被控對象，通過系統(tǒng)的輸出來調(diào)整系統(tǒng)的行為，使系統(tǒng)沿著預期理被控對象，通過系統(tǒng)的輸出來調(diào)整系統(tǒng)的行為，使系統(tǒng)沿著預期的目標運行的方法，稱為反饋方法。閉環(huán)控制系統(tǒng)的核心是通過的目標運行的方法，稱為反饋方法。閉環(huán)控制系統(tǒng)的核心是通過_。【答案】【答案】1.輸出量輸出量 輸入量輸入量 反饋來減少被控量反饋來減少被控量(輸出量輸出量)的偏差的偏差考點七：知道功能模擬方法和黑箱方法?？键c七：知道功能模擬方法和黑箱方法。 考點八：能根據(jù)要求設計簡單的控制系統(tǒng)?？键c八：能根據(jù)要求設計簡單的控制系統(tǒng)。1 1控制系統(tǒng)設計必須考慮的基本問題有：控制系統(tǒng)設計必須考慮的基本問題有：明確控制的目的；明確控制的

15、目的；分析被控對象的主要特分析被控對象的主要特性；確定性；確定_；分析分析_；方案選擇；方案選擇；調(diào)調(diào)試、運行和評價；試、運行和評價；系統(tǒng)的成本、元件、設備分析等。系統(tǒng)的成本、元件、設備分析等。【答案】【答案】1.被控量和控制量被控量和控制量 主要的干擾因素主要的干擾因素2 2對于簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)，有以下基本要求：對于簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)，有以下基本要求：一個閉環(huán)控制系統(tǒng)要正常工作，首先必須是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)要正常工作，首先必須是_的。的。控制系統(tǒng)的控制精度必須符合要求，即系統(tǒng)的輸出量與給定控制系統(tǒng)的控制精度必須符合要求，即系統(tǒng)的輸出量與給定值之間的差應控制在值之間的差應控制在 _ _。閉環(huán)控

16、制系統(tǒng)應有較好的閉環(huán)控制系統(tǒng)應有較好的_性能。性能。【答案】【答案】穩(wěn)定穩(wěn)定 允許的范圍之內(nèi)允許的范圍之內(nèi) 抗干擾抗干擾3 3設計一個控制系統(tǒng)，是選擇開環(huán)控制還是閉環(huán)控制，應根據(jù)設計一個控制系統(tǒng)，是選擇開環(huán)控制還是閉環(huán)控制，應根據(jù)對對_的要求以及的要求以及_而定。在控制系統(tǒng)設計過程中，而定。在控制系統(tǒng)設計過程中，被控對象通常是通過了解被控對象通常是通過了解_與與_之間的關系來分析之間的關系來分析它的基本特性。它的基本特性。_和和_的確定是控制方案的關的確定是控制方案的關鍵，對于簡單控制系統(tǒng)，需要控制的量往往被確定為鍵，對于簡單控制系統(tǒng)，需要控制的量往往被確定為_，_應選擇可控制的、對抑制干擾因

17、素和保持系統(tǒng)穩(wěn)定有應選擇可控制的、對抑制干擾因素和保持系統(tǒng)穩(wěn)定有明顯作用的量。明顯作用的量。【答案】控制精度【答案】控制精度 條件的可行性條件的可行性 輸入輸入 輸出輸出 被控量被控量 控制量控制量 被控被控量量 控制量控制量考點九：能根據(jù)開環(huán)系統(tǒng)的設計方案，制作一個控制裝置?？键c九：能根據(jù)開環(huán)系統(tǒng)的設計方案，制作一個控制裝置。開環(huán)控制系統(tǒng)的設計，首先明確設計要求，明確被控對象、被控開環(huán)控制系統(tǒng)的設計，首先明確設計要求，明確被控對象、被控量和控制量后，即可考慮具控制系統(tǒng)的方案。根據(jù)方案，選擇經(jīng)量和控制量后，即可考慮具控制系統(tǒng)的方案。根據(jù)方案，選擇經(jīng)濟、易于實現(xiàn)的基本條件來確定具體實用的控制器、

18、執(zhí)行器等來濟、易于實現(xiàn)的基本條件來確定具體實用的控制器、執(zhí)行器等來制作控制裝置。制作控制裝置。 重點能力提升： 4、理解開環(huán)和閉環(huán)的控制原理和過程。 開環(huán)是一個單向信號而閉環(huán)是一個循環(huán)的信號。重點是理解反饋在閉環(huán)中的作用，開環(huán)不具備反饋環(huán)節(jié)。開環(huán)控制系統(tǒng)主要關注控制系統(tǒng)輸入量對控制系統(tǒng)的影響，而閉環(huán)控制系統(tǒng)的輸出量也會影響控制系統(tǒng)工作過程。1.1. 如圖所示是一種風阻尼器，用于高層建筑應對臺風。一個幾如圖所示是一種風阻尼器，用于高層建筑應對臺風。一個幾百噸重的大鐵球通過彈簧和液壓裝置安裝在高層建筑物的中上部，百噸重的大鐵球通過彈簧和液壓裝置安裝在高層建筑物的中上部，當強風來襲時，該裝置的傳感器

19、探測到建筑物的搖晃程度，通過計當強風來襲時，該裝置的傳感器探測到建筑物的搖晃程度，通過計算機控制液壓裝置推動大鐵球向反方向運動，從而降低建筑物的搖算機控制液壓裝置推動大鐵球向反方向運動，從而降低建筑物的搖晃程度。若把大鐵球作為被控對象，下列分析中晃程度。若把大鐵球作為被控對象，下列分析中不正確的是不正確的是( ( ) ) A A輸入量是建筑物的搖晃程度輸入量是建筑物的搖晃程度 B B控制器是計算機控制器是計算機 C C控制量是風力的大小控制量是風力的大小 D D輸出量是大鐵球的運動方向和速度輸出量是大鐵球的運動方向和速度【答案】【答案】C【解析】控制量是執(zhí)行器施加給被控對象的，所以這里應該【解

20、析】控制量是執(zhí)行器施加給被控對象的，所以這里應該是液壓裝置推動大鐵球的力。是液壓裝置推動大鐵球的力。 2.如圖所示是某同學設計的自動干手器原理示意圖，當手靠近傳感器時，傳感器將感應信號發(fā)送給控制器，控制器控制繼電器閉合，電吹風開始工作。若將電吹風看作被控對象，則執(zhí)行器是 A.傳感器 B.控制器 C.繼電器 D.插頭【答案】【答案】C 3.要設計水箱水位的閉環(huán)控制系統(tǒng)，下列器材中，適合用作檢測裝置的是【答案】【答案】D 如圖所示是消防管網(wǎng)的水壓控制系統(tǒng)工作示意圖。當消防管網(wǎng)壓力降至壓力下限時，水泵啟動，使壓力上升；當消防管網(wǎng)壓力達到上限進，水泵停止運行，使消防管網(wǎng)壓力保持在設定的范圍內(nèi)。請根據(jù)示意圖及其描述完成第4-5題。 4.該控制系統(tǒng)的執(zhí)行器是（ ）A.水壓檢測裝置 B.電控單元C.壓力罐 D.水泵5.電壓.溫度等變化會影響輸出量的穩(wěn)定，這些影響被稱為該控制系統(tǒng)的（ ）A.反饋 B.干擾C.被控量 D.控制量【答案】【答案】D【答案】【答案】B