第四单元 微专题5 开、闭环控制系统综合分析B-【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）

一尧选择题 1. 如图所示的自动分拣系统袁可分为材质分拣子系统和颜色分拣子系统遥 工件经间歇式上料装 置依次放置在传送带上袁传送带在电机驱动下将工件向前输送遥 工件经传感器 1检测后袁PLC 控制水平推杆将金属工件推送至回收工位曰非金属工件可在传送带上继续传动遥 传感器 2对 工件进行颜色检测袁当工件到达输送带末端袁PLC控制机械手对工件进行分拣袁将白色尧黑色尧 红色分别分拣到 1号工位尧2号工位尧3号工位袁机械手完成分拣工作后袁返回 4号工位遥 下列 关于材质分拣子系统控制的分析中合理的是 渊 冤 A. 控制量是 PLC发出的控制信号 B. 水平推杆属于该子系统的执行器 C. 传感器 2检测的是该子系统的输入量 D. 将金属工件推送至回收工位的过程采用了闭环控制方式 2. 如图所示的装箱系统袁包含产品输送子系统和机械手装箱子系统袁其工作过程院当传送带玉上 的位置检测传感器检测到纸板箱时袁机械手玉伸出并将其夹紧袁停止传送曰待包装产品整齐排 列在传送带域上袁当相机域检测到产品到达 A位置时袁推杆尧挡板等将产品推送到接盘上袁待 检测到接盘上产品数量合适时袁机械手域一次性抓取接盘上的产品遥 相机玉拍摄产品抓取状 况尧当前装箱的图像并传送到工控机袁工控机将信息处理整合袁控制机械手域将产品逐层装入 纸板箱袁直至完成装箱遥 下列关于机械手装箱子系统控制的分析中合理的是 渊 冤 A. 装箱速度是该装配子系统的被控量 B. 箱内已装产品数量的变化是产品装箱的干扰因素 C. 相机玉拍摄的图像信息是输入量 D. 把产品装入到纸板箱的过程采用了闭环控制方式 微专题 5 开、闭环控制系统综合分析 B 能力提升题组 传送带 工位 1 工位 2 工位 3 回收工位 传感器 2 上料装置 传送带电机水平推杆 机 械 手 4 3 2 1 传感器 1 机械手玉位置检测传感器 传送带玉 纸板箱 接盘 相机玉 机械手域电机 A 推杆 导轨 挡板 传送带域 电机 相机域显示器 工控机 186 3. 亚运会期间袁第一台可以模仿奥运乒乓球冠军许昕的乒乓球机器 人出现在杭州滨江银泰商场遥 该机器人配置了摄像系统尧运动传 感器尧运动控制系统尧人工智能算法系统袁摄像头获取来球的轨迹 和速度袁运动传感器获取机器人位置和速度等数据袁运动控制系 统根据获取数据控制电机袁从而调整球拍的位置尧角度和击球速 度遥 下列关于该乒乓球机器人的分析中合理的是 渊 冤 A. 人工智能的算法优劣对判断击球位置和角度起至关重要的作用袁属于控制系统的优化因素 B. 球拍的位置尧角度和击球速度是该系统的被控量 C. 比较器是人工智能算法系统 D. 从判断来球到击球的整个过程需要精准控制袁故采用了闭环控制方式 4. 如图所示是一种送料量调整机构的示意图遥 通过移动配重可以设定送料量袁工作时电机驱动 转盘带动滑动构件往复运动袁通过橡胶楔形构件将力传递到作用杆上袁作用杆振动后将物料 送至传送带遥当传送带上的物料量变化时袁橡胶楔形构件的位置相应变化袁从而改变作用杆的 振幅袁使送料量稳定在设定值遥 下列关于送料量控制系统的说法中合理的是 渊 冤 A. 该控制系统属于开环控制系统 B. 控制量是皮带轮的转速 C. 该自动控制属于机械控制 D. 移动配重属于控制系统的干扰因素 5. 杭州亚运会期间袁两台 AR智能巴士在亚运村观光路线上运行遥 车内没有驾驶员袁通过点击 野启动自动驾驶冶按钮袁巴士就会平稳起步袁顺利把乘客送到目的地遥 智能巴士通过激光雷达尧 摄像头等多种传感器来感知周围环境袁计算机系统根据接收到的传感器数据进行环境建模袁 将感知到的道路障碍物尧交通标志等元素转化为车辆能够理解的数据结构遥 同时计算机系统 还会根据预设的行驶规则和道路交通法规对环境数据进行分析袁作出准确的决策袁并生成相 应的驾驶指令袁电动马达系统尧电子刹车系统尧转向系统等根据指令完成具体的动作遥 从控制 角度袁下列关于智能巴士自动驾驶系统的分析中正确的是 渊 冤 A. 电动马达系统是自动驾驶控制系统的被控对象之一 B. 道路障碍物是自动驾驶系统的干扰因素 C. 电子刹车系统是开环控制系统 D. 激光雷达尧摄像头等多种传感器是自动驾驶系统的输入量 6. 如图所示是用于电缆生产的自动化生产线系统遥 导线经放线设备穿过模具袁屏蔽层挤出机和 绝缘层挤出机分别向模具中挤入屏蔽材料和熔化的绝缘材料袁并使其包裹在导线上袁经水槽冷 却后收线遥 牵引设备将导线拉直并牵引导线遥 下列关于该系统的分析中 · 不 · 恰 · 当的是 渊 冤 皮带轮 物料出料口 橡胶楔形构件 作用杆滑动构件 转盘 配重 连杆 料斗 187 A. 设置牵引设备的导线牵引速度时要考虑挤出机的挤出量 B. 绝缘层挤出机中的材料可以选用橡胶 C. 增加模具冷却装置来延长模具寿命 D. 增加冷却水槽水温自动控制装置可以提高产品质量 7. 导弹发射控制系统在飞行中遇到气流袁使导弹偏离预设路线袁能不断调整飞行路线袁精准命中 目标遥 导弹也能精准命中运动的目标遥 下列关于该控制系统的分析中 · 不 · 恰 · 当的是 渊 冤 A. 命中的目标是被控对象 B. 气流属于干扰因素 C. 导弹系统始终检测导弹位置与预设路线之间的偏差并不断调整其飞行路线并导向目标袁 属于反馈的过程 D. 导弹要命中运动的目标就必须不断修正预设路线 8. 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 下列关于贴标子系统的分析中恰当的是 渊 冤 A. 被控对象是标签 B. 控制量是延时时间 C. 控制方式属于闭环控制 D. 标签检测装置和产品检测装置都检测输出量 9. 如图所示是一种注塑机系统示意图遥 注塑机中液压控制子系统的工作过程院根据注塑工艺要 求袁在控制面板上输入所需的注塑压力值袁由压力变送器检测当前液压机体内压力值袁伺服控 制器将检测所得的压力数值与设定压力值进行对比袁计算并控制伺服电机的转速与转矩袁带 动液压泵运转袁使液压机体内的压力值和注塑所需压力值保持一致遥 下列关于该控制子系统 的分析恰当的是 渊 冤 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 注 塑 区 液压泵 伺服电机 控制面板 伺服控制器 压力变送器 液压机体 活塞料筒加热器 颗粒 料斗 螺杆 后牵引设备前牵引设备 收线设备冷却水槽 模具 放线设备 绝缘层挤出机屏蔽层挤出机 188 A. 注塑工艺要求的变化会影响液压机体内压力值的变化袁属于干扰因素 B. 控制量是液压机体内的压力值 C. 输出量是液压泵的转速 D. 反馈信号是压力变送器测得的压力值 10. 如图所示为基于红外测温和人脸识别的智能门禁系统袁由体温显示子系统和门禁控制子系 统组成遥 其体温显示子系统工作过程如下院ARM处理器读取红外测温传感器检测到的温度 数据袁并通过多次采集取均值的方式处理温度数据袁在 LCD显示屏上显示遥 当人脸位置超出 测温距离时袁LCD显示屏会提示野测温失败尧请重新测温冶遥门禁控制子系统的工作过程如下院 通过摄像头完成人脸图像信息数据的采集和识别袁并将图像数据传输到 ARM处理器遥 处理 器判断采集图像是否与系统内人脸数据匹配遥 若相匹配袁处理器驱动电机打开大门遥 下列关 于门禁控制子系统的分析中正确的是 渊 冤 A. 采集图像的清晰程度属于干扰因素 B. 输出量是电机转动 C. 该系统属于开环控制系统 D. 被控对象是显示屏 11. 如图所示的电容检测切断系统袁包含电容传送子系统尧电容检测子系统和电容切断子系统遥 其工作过程院上一道工序完成的一组 6个电容通过传送带传送到探针位置袁传送带暂停曰探 针下降检测袁检测数据传送给工控机曰传动带继续运行袁当电容传送到切刀位置袁传送带暂 停袁工控机根据检测数据判断不合格电容的位置袁控制相应位置的切刀下降袁切断不合格电 容袁合格电容继续传送到下一道工序遥 下列关于电容切断子系统控制的分析中合理的是 渊 冤 A. 探针的升降是该子系统的输入量 B. 切刀卡住是该子系统的干扰因素 C. 合格的电容是该子系统的输出量 D. 电容切断子系统采用了闭环控制方式 测温失败尧 重新测温 大门打开 实时温度LCD 显示屏 电机 红外测 温传感器 摄像头 ARM 处 理 器 电机 切刀 探针 传动带 一组电容 工控机 189 9. A揖解析铱扫描仪扫描的尺寸应该是系统的输入信号袁故是输 入量袁A正确曰纸板是被控对象袁那么切割机是执行器袁切割 机的动作是控制量袁B错误曰传送带打滑会影响扫描尺寸与 纸板长度袁故会造成干扰袁C错误曰位置传感器没有比较输入 与输出的作用袁D错误遥 10. C揖解析铱该控制系统的输入量为设定水位袁输出量为实际 水位袁检测装置为浮球袁控制器为杠杆遥 11. B揖解析铱增程控制系统可以分为电动机运行供能控制子系 统和电池充电控制子系统袁电池充电控制子系统的被控对 象是电池遥 控制系统方框图见下图院 微专题 5 开尧闭环控制系统综合分析 B 能力提升题组 一尧选择题 1. B揖解析铱控制量是执行器发出的信号袁而材质分拣子系统的 执行器是水平推杆袁PLC是控制器曰传感器 2检测的是工件 的颜色袁工件颜色是颜色分拣子系统的输入量曰将金属工件 推送至回收工位的过程中袁并没有反馈环节袁不是闭环控制 方式遥 2. C揖解析铱被控量是指需要被控制的物理量袁在这个系统中袁 被控量是产品的装箱数量袁A错误曰箱内已装产品数量的变 化并不是干扰因素袁而是被控量的一部分袁B错误曰相机玉拍 摄的图像信息是输入量袁用于确定产品的位置和数量袁C正 确曰把产品装入到纸板箱的过程不需要反馈袁采用了开环控 制方式袁D错误遥 3. B揖解析铱人工智能的算法优劣属于影响因素曰比较器不是人 工智能算法系统曰从判断来球到击球的整个过程属于开环 控制遥 4. C揖解析铱送料量控制系统的目的是控制送料量稳定在设定 值袁故送料量是输出量袁它会影响整个控制过程袁该控制系 统是闭环控制系统袁A错误曰移动配重是设定送料量袁是设定 输入量袁不是干扰因素袁D错误曰直接控制物料量的是出料 口袁B错误曰该系统的核心工作原理是利用杠杆结构来实现 控制袁故是机械控制袁C正确遥 5. C揖解析铱智能巴士自动驾驶系统的被控对象是巴士曰道路障 碍物是输入量曰电子刹车系统输出是刹车袁输入是障碍物等袁 属于开环控制系统曰传感器不能作为输入量袁其检测的信号 是输入量遥 6. C揖解析铱模具冷却会影响电缆的质量遥 7. A揖解析铱被控对象是导弹遥 8. A揖解析铱执行器是贴标压轮和贴标机皮带袁执行器发出的信 号是控制量曰该控制系统属于开环控制系统曰标签检测装置 和产品检测装置都检测输入量遥 9. D揖解析铱注塑工艺要求变化引起的压力值变化属于输入量袁 不是干扰因素曰控制量是执行器的状态袁所以伺服电机转速 和转矩是控制量曰液压机体内的压力值是输出量遥 10. C揖解析铱对于门禁控制子系统而言袁无反馈环节袁所以为开 环控制系统遥 11. B揖解析铱不合格电容的位置是输入量袁工控机是控制器袁切 刀是执行器袁被控对象是不合格电容袁输出量是不合格电 容被切断袁为开环控制遥 第四节 控制系统的设计与实施 A 基础巩固题组 一尧选择题 1. D揖解析铱被控对象是风扇灯袁A错误曰没有将温度维持在一 定范围内袁这是开环控制系统袁B错误曰该控制系统是开环袁 没有反馈袁C错误遥 2. D揖解析铱由关键词野电冰箱温度保持在设定的温度范围内冶袁 可知这是闭环控制系统遥 输出量是信号类袁不能是装置元件遥 3. C揖解析铱输入量是输入的程序袁输出量是机床工作台坐标位 移量和位移速度尧方向袁利用电动机控制机床的位置袁无反 馈袁故为开环控制系统曰被控对象是机床工作台袁执行器为 步进电动机曰控制量为电动机的转动量遥 4. C揖解析铱提高机床工作台位置的控制精度袁需要将控制系统 设计成闭环袁被控对象是机床工作台袁被控量是机床工作台 坐标位移量和位移速度尧方向袁传感器需要检测被控量袁选 项 C最符合要求遥 5. C揖解析铱该提醒控制系统的控制目的是当教室里无人且门 窗未关好时袁控制门口的报警装置报警袁被控对象应为报警 装置遥 6. D揖解析铱该系统是闭环控制系统袁被控对象是风机出口处的 空气袁被控量是出风口的压力袁选项 D符合要求遥 二尧非选择题 7. 渊1冤A 渊2冤A 渊3冤C 渊4冤淤设定流速 于水泵 盂栽培槽 榆流速计 揖解析铱渊1冤数据显示系统是输入的监控数据袁然后显示出来 实时的数据袁没有反馈为开环控制系统遥 渊2冤配液箱是酸碱 度的调节袁有一定的腐蚀性袁所以金属材料不适合这种使用 环境遥 渊3冤pH值传感器是用于检测栽培槽的 pH值袁应安装 在栽培槽中遥 第四节 控制系统的设计与实施 B 能力提升题组 一尧选择题 1. B揖解析铱忘记拔掉电源袁电熨斗继续工作袁则最合理的是人 离开后自动关机遥 2. C揖解析铱被控对象是红绿灯袁现在是开环控制系统无法满足 要求袁则设计成为闭环控制系统袁实时设置时间遥 3. B揖解析铱温度传感器检测的是试样的温度袁温度高则说明试 样已放置好遥 4. B揖解析铱由题图示可知袁这是闭环控制系统袁输入量是设定 张力袁输出量是实际张力袁被控对象是物料袁检测装置是张力 传感器袁控制器是可编程控制器袁执行器是离合器遥 5. D揖解析铱由于前后张力不稳袁可以增加一个张力补偿控制 系统遥 二尧非选择题 6. 渊1冤A 渊2冤C 渊3冤D 渊4冤淤控制器 于电控阀门 盂水箱 榆水位传感器曰 揖解析铱渊1冤定时控制属于开环控制遥 渊2冤该系统的改进设计 是想增加自动补水控制子系统袁所以小明需要明确的问题 是设计自动补水控制子系统遥 渊3冤小明改进后的系统包含 2 个子系统渊定时浇水控制子系统和自动补水控制子系统冤袁2 个子系统协调工作袁实现全自动浇水袁A正确曰定时浇水控制 子系统的执行器是水泵袁自动补水控制子系统的执行器是 电控阀门袁设计时可以考虑共用一个控制器袁B正确曰电控阀 门是补水控制系统的执行器袁水泵的流量大小会影响水箱 中的水位变化袁在选择电控阀门时应该考虑水泵的流量袁C 正确曰设计补水控制子系统时要保证实现自动补水功能袁无 须考虑实现定时浇水功能袁D错误遥 检测装置 电池 实际 电量 增程器输 出的电流 比较器 - +电池电量 设定值 控制器 增程器 电池 检测电池 的实际电 量值 电动机 转动 增程器输 出的电流 增程器控制器 电动机 206