第三单元 第二节 系统分析与设计A-【同步宝典】2024-2025学年高中通用技术必修《技术与设计2》课程精练（苏教版2019）

第二节 系统分析与设计 A 基础巩固题组 一尧选择题 1. D揖解析铱系统分析时袁主语是人袁不是 PLC遥 2. B揖解析铱体现了技术的创新性袁A错误曰部分影响整体袁体现 了系统的整体性袁C错误曰考虑多个部分的参数袁体现了系统 分析的科学性原则袁D错误遥 3. B揖解析铱三者属于全自动泊车系统的要素袁存在相互关系袁A 错误曰符合先分析整体袁再分析部分的整体性原则袁B正确曰 ECU的规划和计算属于程序运行的结果袁不涉及决策袁故不能 体现系统分析的科学性原则袁C错误曰体现了目的性袁D错误遥 4. B揖解析铱系统的设计与优化要遵循整体性原则袁即先看整体 再看局部袁B错误遥 5. A揖解析铱系统分析的综合性原则是要综合考虑多个目标袁这 里考虑的不是目标袁B错误曰微型电脑计算出结果袁不是系统 分析的科学性原则袁C错误曰该系统由多个部分组成袁体现了 系统的整体性袁D错误遥 6. C揖解析铱可以先将系统分解为若干子系统进行设计袁最后再 整合遥 7. C揖解析铱在选择电磁阀时袁需要考虑电磁阀的型号是否与 PLC兼容袁以及花洒的流量是否满足需求袁A正确曰湿度传感 器的可靠性会影响系统检测花盆土壤湿度的准确性袁从而 影响系统工作的稳定性袁B正确曰系统分析的主语应该是人袁 不是 PLC袁C错误曰系统分析过程中建立系统框图模型袁属于 建模的分析方法袁D正确遥 8. D揖解析铱系统分析的整体性原则是在系统设计时袁先考虑整 体再考虑部分袁A错误曰通过外呼按钮咱尹暂尧咱引暂可以确认目 标层袁不是曳引式电梯系统的目的袁因此无法体现系统的目 的性袁B错误曰曳引钢丝绳断裂袁限速器安全钳系统启动袁将 电梯卡死在导轨上袁是该系统的功能袁因此只能体现系统的 目的性袁C错误遥 9. D揖解析铱系统分析是人运用科学的方法对系统加以周详的 考察尧分析尧比较和试验袁D选项是控制系统的分析计算袁不 能体现系统分析方法遥 10. B揖解析铱任何系统都不是孤立存在的袁都要在一定的环境 中使用袁所以系统的设计一定要考虑环境因素遥 11. B揖解析铱机械手和分拣的快递是分拣系统的两个要素袁设 计机械手时要考虑快递的重量袁体现系统的相关性遥 12. A揖解析铱上料前设置鸡蛋自动清洗装置易于裂壳蛋的识别曰 适当提升传送带的运行速度袁不能提高裂壳蛋的识别速度曰 单个电机不能驱动两条传送带曰图像识别算法的优劣不会 影响摄像机的使用寿命遥 13. B揖解析铱B项违反了系统的基本特性相关性遥 14. B揖解析铱若是双向阀袁则跟不装没有区别曰装单向阀的作用 主要是袁叶轮不转时也留有水袁不用重复去灌满水遥 第二节 系统分析与设计 B 能力提升题组 一尧选择题 1. B揖解析铱根据系统优化和成本节约的角度袁保留轮刀位置检 测器而去掉切点探测器可能是一种选择遥 这样做可能会降 低系统的复杂性和成本袁但也可能导致切点探测的准确性 下降遥 2. C揖解析铱A. 模板与原料需要同时固定在工作台上袁若有一 个移动袁形状就有偏差曰B. 跟随控制器根据触针检测到的模 板表面形状位移信号驱动 Z轴伺服电机曰D. 触针感应到的 位移信号用于调节切割刀具的移动方向遥 3. C揖解析铱压力计是将压力信号转换成电信号遥 4. A揖解析铱具有多种开锁方式体现了系统的目的性遥 5. D揖解析铱作用杆振动后将物料送至传送带袁故振动幅度大则 出料快袁控制的工作原理院当设定好配重后袁由于连杆是个 杠杆结构袁若皮带轮上的物料较重袁会使得连杆右边下降袁 而左边上升袁楔型构件往上袁则作用杆的移动距离减小袁作 用杆的振动幅度减小袁使得出料量减小袁反之则出料量加 大遥 当配重往左移动时袁楔型构件往下运动袁会增大振动幅 度袁使得出料量增大遥 6. B揖解析铱运动传感器和摄像系统之间相互联系曰乒乓球机器 人由许多子系统组成袁体现了系统的整体性袁系统没有复杂 性曰人工智能算法系统还需获取运动传感器的位置和速度 等数据袁才能计算出合理的击球角度和力度遥 7. C揖解析铱系统的某个部分的目的并不能体现整个系统的目 的性遥 8. B揖解析铱该系统的目的是为车主带来近距离行驶用电池袁远 距离行驶靠增程器的能量优化配给方案曰增程器由内燃机 和发电机组成袁其功能是将化学能最终转化为电能曰逆变器 故障袁不能驱动电动机袁增程器输出的能量会给电池充电曰 增大内燃机功率不一定提高能量的转换效率袁不一定能提 高满油满电的行驶里程遥 9. B揖解析铱进水阀体需要定期除沙防堵袁体现了系统的动态性遥 10. C揖解析铱运输皮带属于原料输送子系统袁不会影响所需原 料的重量遥 11. B揖解析铱通过改变变频器的频率来调节电机的转速袁是系 统部分的功能袁不能代表整个系统的功能袁因此无法体现 系统的目的性遥 第三节 系统设计的优化与实现 A 基础巩固题组 一尧选择题 1. B揖解析铱影响系统优化的因素分为约束条件和影响因素袁约 束条件人为不可调节遥 2. D揖解析铱为提高大桥安全袁投放石头形成斜坡袁一是提高了 人工岛的强度袁二是防止船靠近会撞击人工岛遥 3. D揖解析铱进入人员的人脸特征既不属于限制条件袁也不属于 影响因素袁而是系统控制的输入信号遥 4. D揖解析铱使用系统不属于系统分析的范畴遥 5. D揖解析铱应变片传感器是设计中可以选择的袁属于影响因 素袁A正确曰控制系统是用混联杠杆做的机械控制袁后来改进 为电子控制袁但都可分为检测尧控制和执行三个子系统袁B正 确曰系统优化时袁先考虑应变片传感器袁再考虑控制精度袁不 能体现系统分析的整体性原则袁D错误遥 6. C揖解析铱主轴与轴承等部位要经常添加润滑油袁体现了系统 的动态性遥 7. B揖解析铱系统的动态性是系统动态变化的性质袁降噪没有体 现系统的动态性袁A错误曰自来水的供水水压是该控制系统 的约束条件袁C错误曰在选择电容器时袁既要考虑电机功率袁 又要考虑多种感应器等袁体现了系统分析的科学性原则袁D 错误遥 8. D揖解析铱约束条件是对系统优化起限制作用袁并且不可人为 调节的因素遥 影响系统优化的因素是对目标函数产生显著 影响袁并且可以人为调节的因素遥 工控机显示器的分辨率对 该系统的控制有影响袁并可人为调节袁为影响因素遥 9. D揖解析铱系统设计以系统整体功能的最优为目的袁A正确曰 卷辊与活塞是构成系统的要素袁两者之间存在着力的作用 联系袁体现了系统的相关性袁B正确曰系统分析的综合性原则 202 一尧选择题 1. 如图所示是自动定量配料结构系统示意图遥 控制过程如下院 自动定量配料系统通电后袁料斗中的物料匀速落在落料区袁 驱动电机开始旋转袁经皮带运送到称重区袁称重传感器根据 受力的大小输出一个电信号袁可编程控制器渊PLC冤将此信号 与设定值进行比较袁调节运算后袁通过变频器控制驱动电机 的转速袁使皮带每分钟输出的物料重量达到设定要求袁完成 自动定量配料过程遥 从系统的角度袁下列关于该自动定量配 料系统的说法中 · 不 · 正 · 确的是 渊 冤 A. 该自动定量配料系统由落料子系统尧传送子系统尧称重子系统等子系统组成 B. 该系统运行时袁料斗内物料的下落速度会影响到驱动电机的转速袁体现了系统的相关性 C. 在设计该系统时袁既要考虑系统功能的实现袁又要考虑系统设计的成本袁体现了系统分析 的综合性原则 D. PLC根据物料设定值计算驱动电机对应的转速袁体现了系统分析的科学性原则 2. 如图所示是某品牌的无人机袁它可以实现精准悬停尧自动避障尧自动 返航等功能遥低电量自动返航子系统会在检测到电池剩余电量低于设 定电量时进行自动返航袁防止无人机没电坠落造成事故遥 关于该无人 机系统袁下列说法正确的是 渊 冤 A. 运用了全新高清图像传输技术袁体现了系统的创新性 B. 自动避障算法需要事先进行分析计算和调试袁体现了系统分析的科学性原则 C. 定位装置的损坏会导致无人机无法起飞袁体现了系统的环境适应性 D. 设计时既要考虑发动机的性能又要考虑电池的容量袁体现了系统分析的综合性原则 3. 如图所示是全自动泊车系统袁不用人工干预袁实现自动无碰撞地完成 侧方向泊车或垂直方向泊车功能遥该系统的工作过程是院遍布车辆周 围的传感器实时监测采集汽车位姿尧目标位置和泊车环境信息袁电子 控制单元渊简称 ECU冤根据传感器信息规划计算出最佳泊车路径和策 略袁车辆策略控制子系统根据控制指令袁调整转向伺服尧油门伺服和刹 车伺服袁控制汽车按预定目标泊车入位遥 下列关于全自动泊车系统的分析中正确的是 渊 冤 A. 转向伺服尧油门伺服和刹车伺服相互之间没有联系 B. 保证系统整体功能最优的前提下袁努力降低传感器成本袁体现了系统分析的整体性原则 C. ECU根据采集到的数据信息规划计算出最佳泊车路径和策略体现了系统分析的科学性原则 D. 能实时监测泊车环境信息袁体现了系统的环境适应性 第二节 系统分析与设计 A 基础巩固题组 电信号PLC 变频器 称重区 皮带运动方向落料区 料斗 驱动 电机 151 4. 如图所示是一种曝气量智能控制系统袁用于污水处理时通入空气以加强微生物对有机物的分 解遥 该系统包括前馈控制子系统尧反馈控制子系统尧鼓风控制子系统袁前馈控制子系统检测进 水口污水的水质参数渊污泥浓度尧溶解氧尧水温冤和流量袁并将检测到的数据送到精确曝气控制 柜曰反馈控制子系统用于检测生化反应池的污水水质渊污泥浓度尧溶解氧尧水温冤袁并将检测到 的数据送到精确曝气控制柜袁精确曝气控制柜叠加两者数据计算出曝气量袁并根据气体流量 计反馈的流速信号控制鼓风装置的转速进而控制曝气量遥下列关于曝气量智能控制系统设计 与分析的说法中 · 不 · 合 · 理的是 渊 冤 A. 该系统的设计需从整体出发袁以实现最佳曝气量输送为目的 B. 应先分别设计好前馈子系统和反馈子系统袁再整体设计该系统 C. 溶解氧传感器至少需要两个 D. 系统分析过程中建立水质参数与曝气量的数学模型属于建模 5. 汽车车灯随车转向照明系统的应用大大地改善了司机在转向时的光照环境遥灯组随动转向照 明主控子系统工作过程院在大灯已处于开启状态袁当驾驶员转动方向盘袁转向盘同轴带动的电 位器的电阻发生变化袁车载微型电脑通过采集电阻阻值的变化袁驱动步进电机带动车灯的角 度变化遥辅助子系统的工作过程院在转动过程袁系统会存在微小的回程差袁为了保证转向精度袁 增加了一个零位检测装置袁当主动转轴转向零位置时袁会把信号给车载电脑袁车载电脑会把脉 冲信号传给电机袁让电机停止转动袁使转向轴回到零点位置袁这样提高了转向的精确性遥 下列 关于灯组随动转向照明系统描述正确的是 渊 冤 A. 该系统的应用袁在一定程度上降低了夜间行车的事故发生率袁体现了系统的目的性 B. 转向轴的设计既要考虑电机和车灯的尺寸袁又要考虑传动类型袁体现了系统分析的综合性 原则 C. 微型电脑会根据电位器电阻的变化袁计算出转动的角度袁体现了系统分析的科学性原则遥 D. 该系统是由微电脑模块尧步进电机尧转动轴等多个部分组成的有机整体袁体现了系统分析 的整体性原则 6. 在校园农业劳动实践中袁同学们为植物栽培设计了一个营养液循环控制系统渊如图 1所示为 系统框图模型袁如图 2所示为控制系统示意图冤袁该系统包括微控制器尧环境感知部分尧调节部 分等遥 温度传感器尧液位传感器尧pH值传感器和流速计均安装在栽培槽中遥 根据微控制器指 令袁加热器与制冷器尧蠕动泵尧水泵联合调节栽培槽中营养液的温度尧pH值尧液位和流速遥下列 关于该系统设计与分析的说法中 · 不 · 合 · 理的是 渊 冤 精确曝气控制柜 反馈信号 溶解氧水温污泥浓度 前馈信号 曝气流量 生化反应池 进水 曝气头 鼓风机 气体流量计 溶解氧 水温 污泥 浓度 152 A. 系统设计要从整体出发袁以创建植物生长的最优营养液环境为目标 B. 系统设计要考虑液位控制与 pH值控制之间的相互影响 C. 不能将该系统分解为温度尧液位等子系统进行设计 D. 系统分析过程中建立了系统框图模型袁属于建模的分析方法 7. 不同的植物需水量不同袁无法用传统的定时浇水遥为解决这一问题袁小明设计了一个自动控制 装置袁可根据不同植物的土壤湿度需求来决定是否浇水和浇水量遥打开阀门袁湿度传感器能自 动检测花盆土壤湿度袁当湿度低于设定值袁PLC控制电磁阀打开袁花洒对花盆洒水曰当湿度高 于设定值袁花洒停止洒水遥 从系统的角度袁下列关于该控制系统的分析中 · 不 · 正 · 确的是 渊 冤 A. 选择电磁阀时袁要考虑 PLC型号尧花洒的流量 B. 湿度传感器的可靠性对系统工作的稳定性有一定影响 C. PLC通过积分电路精确控制电磁阀开度袁体现系统分析的科学性原则 D. 系统分析过程中建立了系统框图模型袁属于建模的分析方法 8. 曳引式电梯有电气控制系统尧曳引机控制系统尧导向系统尧轿厢系统等八大子系统遥 该系统工 作过程院当有人在门厅按下外呼按钮咱尹暂尧咱引暂袁控制柜确认目标层袁曳引机开始工作袁通过曳 引钢丝绳驱动轿厢运动遥 轿厢到达每一楼层都会触发平层开关袁从而让控制柜判断电梯是否 需要减速并制动袁直至停在目标层遥 下列关于曳引式电梯系统的分析中正确的是 渊 冤 A. 曳引式电梯由电气控制系统尧曳引机控制系统尧导向系统尧轿厢系统等八大系统组成袁体现 了系统分析的整体性原则 B. 通过外呼按钮咱尹暂尧咱引暂可以确认目标层袁体现了系统的目的性 C. 当曳引钢丝绳断裂袁限速器安全钳系统启动袁将电梯卡死在导轨上袁体现了系统的环境适 应性 D. 在安装调试时袁需要根据层高尧电机功率尧平层开关位置等设定电梯的运行时间袁体现了系 统分析的科学性原则 图 1 水泵 蠕动泵 制冷器 加热器 调节部分 流速计 pH值传感器 液位传感器 温度传感器 环境感知部分 微控 制器 图 2 温度传感器 水泵 酸碱液箱 液位 传感器 pH值 传感器 流速计 栽培槽 植物 制冷器 蠕动泵 加热器 配液箱 微控制器 花盆湿度传感器 PLC 底座 支架 花洒 电磁阀阀门集水箱 153 9. 如图所示的平面贴标机系统袁包括传送子系统和贴标子系统袁其工作过程为院标签检测装置检 测到标签后袁停止贴标机皮带的运转曰当产品检测装置检测到产品后袁根据检测距离 L 和产 品传送带的速度袁计算出延时时间曰当延时时间到袁启动贴标机皮带运转袁通过贴标压轮渊未 画出冤使标签准确贴到产品的规定位置遥 下列关于该平面贴标机系统的说法中 · 不 · 正 · 确的是 渊 冤 A. 传送子系统和贴标子系统之间相互作用尧相互联系 B. 长时间运行后需要对传送带进行维护袁体现了系统的动态性 C. 系统设计时袁要从整体功能出发袁以将标签准确贴到产品的规定位置为目标 D. 系统可根据计算出的延时时间启动贴标机皮带运转袁体现了数学建模的系统分析方法 10. 如图所示是塔式光热发电系统的示意图遥通过定日镜将太阳光反射至集热塔顶的吸热器上袁 控制吸热器内保持流动的传热流体温度在 500耀1 000 益袁高温传热流体通过蒸汽发生器产 生高温高压的蒸汽推动汽轮发电机组发电遥 下列关于该塔式光热发电系统的说法中 · 不 · 恰 · 当 的是 渊 冤 A. 定日镜的聚光装置的反射率尧焦点偏差等均能影响发电效率 B. 通过熔盐罐储存太阳能袁使系统可以在阴雨天或夜间发电袁不用考虑环境因素 C. 加热器温度异常或产生污垢后易造成设备损伤袁要实时监测并及时清洁 D. 需根据汽轮机入口热能的温度等级及热量尧蒸汽压力等情况选择相应发电机 11. 如图所示的快递分拣系统袁包含快递输送子系统和抓取子系统袁其工作过程为院快递整齐排 列在传送带上袁输送到扫描区袁扫描仪扫描快递上的条形码后将相关信息输送到工控机袁工 控机根据相关信息控制机械手袁将快递分拣到不同分拣框内遥 下列 关于该快递分拣系统的设计与分析中 · 不 · 恰 · 当的是 渊 冤 A. 扫描仪的扫描速度会影响分拣效率 B. 机械手设计时不需考虑快递的重量 C. 扫描仪传感器的可靠性会影响分拣系统的稳定性 D. 设计系统时需根据传送带的运行速度计算出机械手的运行速度 12. 如图所示的鸡蛋分拣系统袁包含托盘输送子系统尧图像分析子系统和机械臂分拣子系统遥 工 作过程院位置传感器 1检测到托盘时袁传送带 1暂停袁PLC控制相机拍摄鸡蛋透光图像并传 送至计算机袁计算机运行图像识别算法识别出裂壳蛋并发送其在托盘中的孔位信息给 PLC曰 冷却塔 汽轮发电机 低温熔盐罐塔 高温熔盐罐 吸热器 定日镜 调节定日镜的 电机驱动信号 调节塔中 泵的功率 蒸 汽 发 生 器 调控中心 热像仪检测 产品传送带 贴标机皮带 标签检测装置 标签产品检测装置 产品 检测距离 L 传送带 快递 扫描仪 机械手 分拣框 154 当存在裂壳蛋的托盘输送至传感器 2时传送带 2暂停袁PLC根据孔位信息控制机械臂将裂 壳蛋依次拣至收集盒遥 下列关于该鸡蛋分拣系统的设计与分析中合理的是 渊 冤 A. 上料前应当设置鸡蛋自动清洗装置 B. 为了提高裂壳蛋拣出率袁可适当提升传送带的运行速度 C. 为了优化成本袁可用单个电机驱动两条传送带 D. 图像识别算法的优劣会影响摄像机的使用寿命 13. 如图所示为自动包装系统袁包含纸板切割子系统和机械手包装子系统遥 其工作过程为院3D自 动扫描仪扫描待包装产品的三维尺寸袁将信号传输至工控机袁位置传感器将检测到的纸板实 际出料长度传输到工控机与扫描尺寸进行比较袁控制切割机进行切割袁切割完毕输送至包装 机械手进行包装遥 下列关于该自动包装系统的设计与分析中 · 不 · 恰 · 当的是 渊 冤 A. 工控机的运行速度会影响产品包装效率 B. 位置传感器的可靠性对机械手包装没有影响 C. 设计系统时需要根据产能要求计算传送带和机械手的运行速度 D. 选择包装机械手时需要考虑产品包装的大小 14. 如图所示是离心式自动抽水控制系统遥 其工作原理是先 在蜗壳和吸入管内灌满水袁然后驱动叶轮带动蜗壳里的 水高速旋转袁离心力将叶轮流道内的水甩出并压入出水 管排出袁使叶轮中部产生真空袁水源的水在大气压的作用 下冲开阀门进入泵内袁源源不断地从低处被抽到高处遥 下 列关于该系统的设计与分析中 · 不 · 恰 · 当的是 渊 冤 A. 系统设计要从整体出发袁以实现自动抽水为目标 B. 阀门应选用能调节水流量的双向阀 C. 叶轮可用合适功率的电机驱动 D. 应使叶轮流道变化平缓以减小局部阻力 电机传感器 2传送带 2 传感器 1光源 传送带 1电机 收集盒 计算机 机械臂 相机 上料 鸡蛋托盘 PLC机柜 收集箱 包装机械手 工控机 切割机 位置传感器 待包装产品 3D自动扫描仪 纸板自动上料器 滤网 阀门 吸入管 水源 叶轮流道 叶轮 蜗壳 出水管 叶轮 蜗壳 155