控制與設計高考復習

控制與設計

----考前復習考點解讀一、控制的含義（Ⅰ）二、控制的應用（Ⅰ）三、控制的手段（Ⅰ）四、開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程（Ⅱ）五、閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程（Ⅱ）六、控制系統(tǒng)的方框圖（Ⅱ）七、控制系統(tǒng)的干擾因素（Ⅰ）八、功能模擬方法和黑箱方法（Ⅰ）九、控制系統(tǒng)設計方案（Ⅱ）（2008.10月浙江省高考14題）如圖所示是一個農(nóng)業(yè)溫室。要設計該溫室的溫度自動控制系統(tǒng)，下列器件中不需要用到的是A.安全監(jiān)控攝像頭B.溫度傳感器C.加熱器D.溫度控制器.A例題精析：閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成人們按照自己的意愿或目的，通過一定的手段，使事物向期望的目標發(fā)展，這就是控制。理解任何控制現(xiàn)象，都要明確：①控制的對象是什么，②控制要達到什么目的，③采取什么控制手段。2010.319.如圖所示為某校學生設計制作的自動取湯機，能保持湯的溫度在一定范圍內。按一下取湯按鈕，就自動落下一只碗，并放出一定量的湯在碗中。在該自動取湯機的溫度控制系統(tǒng)中，不需要的器件是

A.溫度傳感器

B.加熱器

C.溫度控制器

D.定時器

D舉一反三：閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成基本知識要點：1、簡單開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程：方框圖：

輸入量：控制系統(tǒng)的給定量。控制器：對輸入信號進行處理并發(fā)出控制命令的裝置或元件。執(zhí)行器：直接對被控對象進行控制的裝置或元件控制量：執(zhí)行器的輸出信號。被控對象：控制系統(tǒng)中所要控制的裝置或生產(chǎn)過程輸出量：控制系統(tǒng)所要控制的量。2、閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖：

控制器和執(zhí)行器的作用：控制器：對輸入信號（偏差值）進行運算處理，并發(fā)出

控制命令。執(zhí)行器：根據(jù)指令對被控對象直接控制。3、（2008.10月浙江省高考19題）如圖所示為自動火炮控制系統(tǒng)示意圖。當雷達檢測到飛機后發(fā)出信號給跟蹤系統(tǒng)，跟蹤系統(tǒng)操縱火炮，調整火炮角度。該系統(tǒng)中被控對象是A．火炮；B．跟蹤系統(tǒng)；C．雷達；D．飛機A被控對象：控制系統(tǒng)中所要控制的裝置或生產(chǎn)過程例題精析：控制系統(tǒng)的基本組成2009年9月

19、高速公路汽車速度監(jiān)測系統(tǒng)的測速雷達測量車速，經(jīng)控制器判斷后，控制攝像頭將超速車輛的圖像信息記錄下來，作為違章處罰的證據(jù)，該速度監(jiān)測系統(tǒng)中的被控對象是

A、汽車

B、測速雷達

C、攝像頭

D、速度顯示器

C舉一反三：控制系統(tǒng)的基本組成被控對象：控制系統(tǒng)中所要控制的裝置或生產(chǎn)過程5、（2009.3月浙江省高考15題）聲控燈控制系統(tǒng)中，傳感器接收聲音信號，經(jīng)控制電路處理后驅動開關接通或關閉燈泡。該系統(tǒng)的控制對象是燈泡，控制量是

A、燈泡的發(fā)光

B、聲音的大小

C、電源電壓的高和低

D、開關的通與斷D控制量：執(zhí)行器的輸出信號例題精析：控制系統(tǒng)的基本組成2010.9

19、如圖所示是上海世博會“智能化垃圾氣力輸送系統(tǒng)”中的垃圾桶，桶內裝有容量傳感器，當垃圾達到桶容積的80%時，該信息傳輸?shù)嚼幚砜刂浦行模行膯忧淄獾某轱L機開始抽氣，將垃圾吸住“垃圾收集站”。關于這個控制系統(tǒng)，下列說明正確的是A、執(zhí)行器是容量傳感器 B、控制器是抽風機C、被控對象是桶內垃圾D、設定值是實際吸出的垃圾量舉一反三：控制系統(tǒng)的基本組成C被控對象：控制系統(tǒng)中所要控制的裝置或生產(chǎn)過程執(zhí)行器：直接對被控對象進行控制的裝置或元件控制器：對輸入信號進行處理并發(fā)出控制命令的裝置或元件被控量（輸出量）：就是控制系統(tǒng)要控制的量。2010.3

18.如圖所示為一款雙缸洗衣機。洗衣時，將定時器旋鈕旋轉到設定時間位置，洗衣機在定時器控制下開始工作，直到定時器回到零位，洗衣機才停止工作。該過程的控制屬于

A.手動控制、開環(huán)控制

B.自動控制、開環(huán)控制

C.自動控制、閉環(huán)控制

D.手動控制、閉環(huán)控制

B舉一反三：控制系統(tǒng)的手段與方式

2010.9

18、有一款嬰幼兒耳測溫度計，它有一個聲光警報裝置，當測得溫度高于37。5度時，就會發(fā)出嘟嘟聲閃爍。這個溫度報警系統(tǒng)的控制方式屬于A、手動控制、開環(huán)控制 B、自動控制、開環(huán)控制C、自動控制、閉環(huán)控制 D、手動控制、閉環(huán)控制舉一反三：控制系統(tǒng)的手段與方式

B20、如圖所示的減速器是常用的機械部件。工程師為了判斷其內部故障，通常轉動輸入軸，根據(jù)發(fā)出的聲音來判斷故障。該診斷方法屬于A、黑箱方法B、功能模擬法

C、干擾法

D、虛擬試驗法2009年9月

A例題精析：黑箱方法

，功能模擬方法黑箱方法就是通過觀測黑箱外部輸入信息（外部對黑箱的影響）和輸出信息（黑箱對外界的反應），研究和認識其功能、特性、結構、機理。如中醫(yī)的望聞問切以功能和行為的相似性為基礎，用“模型”模擬“原型”的功能和行為的方法，就是功能模擬法。20.如圖所示為中科院研發(fā)的一款智能機器人，能模仿人唱歌、跳舞等。這種用機器人模仿人的功能和行為的方法屬于

A.黑箱方法

B.移植方法

C.虛擬方法

D.功能模擬方法

2010.3D舉一反三：黑箱方法

，功能模擬方法20、下列醫(yī)療診斷方法中不屬于黑箱方法的是2010.9B舉一反三：黑箱方法

，功能模擬方法25.如圖所示為簡化的飛機飛行狀態(tài)控制系統(tǒng)。陀螺儀檢測飛機的飛行狀態(tài)后將信號送給自動駕駛儀，自動駕駛儀將飛行狀態(tài)與給定狀態(tài)進行比較，根據(jù)偏差值控制舵機運轉,舵機操縱飛機尾翼，調整飛行狀態(tài)。例題精析：控制系統(tǒng)的方框圖

（1）請根據(jù)上面的示意圖，補充完整飛機飛行狀態(tài)控制系統(tǒng)方框圖。（在“▲”處填寫相應的內容）（2）陀螺儀將檢測到的飛行狀態(tài)信號傳送到自動駕駛儀與給定狀態(tài)進行比較的過程稱為

▲

（3）在飛機飛行過程中，遇到氣流時，飛行狀態(tài)會發(fā)生變化，這種給定狀態(tài)以外引起飛行狀態(tài)變化的因素稱為

▲

。反饋干擾因素例題精析：反饋、干擾因素

在控制系統(tǒng)中，將輸出量通過適當?shù)臋z測裝置返回到輸入端并與輸入量進行比較的過程，就是反饋。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稱為干擾因素。25、傳統(tǒng)列車的動力裝置集中安裝在機車上，在機車后面掛著許多沒有動力裝置的客車車廂。我國新開發(fā)的動車組把動力裝置分散安裝在客車車廂上，使其既具有牽引動力，又可以載客，提高了列車的運行速度。如圖所示為經(jīng)過簡化的動車牽引傳動控制系統(tǒng)示意圖。駕駛員向自動駕駛裝置發(fā)出駕駛指令（設定速度），自動駕駛裝置發(fā)出信號控制牽引傳動裝置運轉，牽引傳動裝置驅動車輪轉動，從而使動車運行，速度傳感器檢測動車的實際運行速度，并將測得的速度信號發(fā)送給自動駕駛裝置與設定的速度進行比較，根據(jù)比較偏差值調整動車運行速度。（2009年3月高考題）25、傳統(tǒng)列車的動力裝置集中安裝在機車上，在機車后面掛著許多沒有動力裝置的客車車廂。我國新開發(fā)的動車組把動力裝置分散安裝在客車車廂上，使其既具有牽引動力，又可以載客，提高了列車的運行速度。如圖所示為經(jīng)過簡化的動車牽引傳動控制系統(tǒng)示意圖。駕駛員向自動駕駛裝置發(fā)出駕駛指令（設定速度），自動駕駛裝置發(fā)出信號控制牽引傳動裝置運轉，牽引傳動裝置驅動車輪轉動，從而使動車運行，速度傳感器檢測動車的實際運行速度，并將測得的速度信號發(fā)送給自動駕駛裝置與設定的速度進行比較，根據(jù)比較偏差值調整動車運行速度。（2009年3月高考題）動車實際速度×自動駕駛裝置牽引傳動裝置動車速度傳感器設定速度

(2)速度傳感器將檢測到的動車行駛速度信號傳送給自動駕駛裝置與駕駛指令進行比較的過程稱為

⑥▲

25.如圖所示為磁懸浮地球儀及控制系統(tǒng)原理圖，控制器發(fā)出的交流電信號，通過電感線圈產(chǎn)生交變磁場，使地球儀產(chǎn)生感生電流，由于線圈產(chǎn)生的磁場和地球感生電流的磁場是相斥的，從而產(chǎn)生電磁懸浮力，將地球儀懸浮起來。位置傳感器檢測地球儀位置，并將檢測到的信號發(fā)送給控制器與設定信號進行比較，控制器根據(jù)比較偏差值調整交流電信號。（2009年9月高考題）25.如圖所示為磁懸浮地球儀及控制系統(tǒng)原理圖，控制器發(fā)出的交流電信號，通過電感線圈產(chǎn)生交變磁場，使地球儀產(chǎn)生感生電流，由于線圈產(chǎn)生的磁場和地球感生電流的磁場是相斥的，從而產(chǎn)生電磁懸浮力，將地球儀懸浮起來。位置傳感器檢測地球儀位置，并將檢測到的信號發(fā)送給控制器與設定信號進行比較，控制器根據(jù)比較偏差值調整交流電信號。（2009年9月高考題）地球儀位置×控制器電磁線圈地球儀位置傳感器設定信號

25.如圖所示為高層樓房自動穩(wěn)壓供水控制系統(tǒng)原理圖，其工作原理是：當用戶用水量變化時，管道中的水壓發(fā)生變化，檢測裝置把檢測到的水壓信號反饋給控制器，與設定水壓進行比較，控制器根據(jù)偏差值控制電機及水泵的轉速，調節(jié)供水量，保持管道中的水壓穩(wěn)定。

（2010年3月高考題）25.如圖所示為高層樓房自動穩(wěn)壓供水控制系統(tǒng)原理圖，其工作原理是：當用戶用水量變化時，管道中的水壓發(fā)生變化，檢測裝置把檢測到的水壓信號反饋給控制器，與設定水壓進行比較，控制器根據(jù)偏差值控制電機及水泵的轉速，調節(jié)供水量，保持管道中的水壓穩(wěn)定。

（2010年3月高考題）（1）根據(jù)示意圖及其描述，在控制系統(tǒng)方框圖中“▲”處填寫與自動穩(wěn)壓供水控制系統(tǒng)原理圖中相對應的內容。

（2）請為該系統(tǒng)的檢測裝置選擇一個合適的傳感器（從水溫傳感器、水壓傳感器、水位傳感器中選擇一個，填在“▲”處）.（1）根據(jù)示意圖及其描述，在控制系統(tǒng)方框圖中“▲”處填寫與自動穩(wěn)壓供水控制系統(tǒng)原理圖中相對應的內容。

（2）請為該系統(tǒng)的檢測裝置選擇一個合適的傳感器（從水溫傳感器、水壓傳感器、水位傳感器中選擇一個，填在“▲”處）.實際水壓×控制器電機及水泵管道中的水水壓傳感器設定水壓

25.如圖所示為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)噴灌控制系統(tǒng)示意圖，土壤濕度傳感器將檢測到的土壤濕度轉換成電信號傳輸給噴灌控制器，與土壤濕度設定值進行比較，當檢測到的土壤濕度低于設定值的下限時，噴灌控制器發(fā)出信號打開電磁閥，噴頭向農(nóng)作物噴水。當檢測到的土壤濕度高于設定值的上限時，噴灌控制器發(fā)出信號關閉電磁閥，噴頭停止噴水，從而達到自動控制土壤濕度的目的。

2010.925.如圖所示為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)噴灌控制系統(tǒng)示意圖，土壤濕度傳感器將檢測到的土壤濕度轉換成電信號傳輸給噴灌控制器，與土壤濕度設定值進行比較，當檢測到的土壤濕度低于設定值的下限時，噴灌控制器發(fā)出信號打開