第四单元 第四节 控制系统的设计与实施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）

一尧选择题 1. 如图所示是一款多功能隐形风扇灯袁集吹风照明于一体袁操作简单便 捷袁满足不同需求袁下列关于该隐形风扇灯的说法中正确的是 渊 冤 A. 可通过手机野米家冶APP对这款风扇灯进行远程控制袁该控制过程 的被控对象是手机 B. 该款风扇灯搭载温度传感器袁风扇会根据室温变化自动调节风速袁 该控制过程的控制方式是闭环控制 C. 该款风扇灯可根据环境光线亮度自动点亮台灯袁该控制过程存在反馈 D. 产品设计了智能遥控器袁集成开关袁有定时关机功能袁定时控制系统的输入量是设定时间 2. 如图所示为电冰箱温度控制系统袁当电冰箱内的温度上升 时袁感温包内的气体膨胀袁使传动盒向外伸胀袁通过连杆使 触点闭合袁压缩机 M开始工作袁连续制冷袁温度下降袁温度 降低到某个值时袁触点断开袁制冷停止袁如此反复使电冰箱 温度保持在设定的温度范围内遥 下列框图中正确描述电冰 箱温度控制系统工作方式的是 渊 冤 电冰箱工作温度 温度 变化 感温包尧传动盒 连杆尧弹簧 活动触点A. 感温包 电冰箱工作温度压缩机尧电冰箱连杆尧弹簧 活动触点B. 感温包 电冰箱 压缩机连杆尧弹簧 活动触点 传动盒 + -C. 设定 温度 电冰箱工作温度压缩机尧电冰箱连杆尧弹簧 活动触点+ - 感温包尧传动盒 D. 如图所示为数控机床系统控制图袁程序输入数控系统后袁MCU处理并输出的脉冲信号来控 制步进电动机遥它以变换脉冲信号来控制机床工作台坐标位移量和位移速度尧方向遥这种控制方 式的最大特点是控制方便尧结构简单尧价格便宜遥 据此袁完成第 3耀4题遥 ~ 传动盒 M 感温包 弹簧 调节旋钮 触点 连杆 第四节 控制系统的设计与实施 A 基础巩固题组 刀具 主轴 机床工作台 丝杆 步进 电动机 速度传感器 速度比 较电路 指令 脉冲 MCU 190 3. 以下关于该数控机床控制系统的说法中正确的是 渊 冤 A. 该控制系统是闭环控制系统 B. 该控制系统执行器为主轴和刀具 C. 该控制系统控制器为 MCU D. 该控制系统控制量为机床工作台的位移量及速度尧方向 4. 该数控系统由于电机的老化及丝杆的磨损袁容易出现不稳定的情况袁因而位移精度不高袁为了 提高机床工作台位置的控制精度袁需要对该系统进行优化袁下列措施中合理的是 渊 冤 5. 小明准备为教室设计一个安全提醒系统袁实现当教室里无人且门尧窗未关好时袁门口的报警装 置就会报警袁提醒最后离开的同学关好门窗曰当教室里有人时袁即使门窗没关也不会报警遥 下 列关于该提醒控制系统的设计不正确的是 渊 冤 A. 该控制系统的执行器可选用电子开关 B. 可以用红外传感器检测教室内是否有人 C. 门窗可作为该报警系统的被控对象 D. 同学们发出的声音不应为该控制系统的干扰因素 6. 喷漆室的空调送风控制系统原理是当压力传感器检测到风机出风口处的压力低于设定值时袁 PLC运算控制器控制风机电机的转速袁使风机出口处的压力升高到设定值遥 该控制系统的方 框图是 渊 冤 刀具 主轴 机床工作台丝杆 速度比 较电路 指令 脉冲 MCU 伺服 电动机 高精度速度传感器 速度传感器 刀具 主轴 机床工作台丝杆 位置传感器 指令 脉冲 MCU 速度比较 电路 伺服 电动 机 速度 比较 电路 速度传感器 刀具 主轴 机床工作台丝杆 位置传感器 指令 脉冲 MCU 速度比较 电路 伺服 电动 机 速度 比较 电路 速度传感器 刀具 主轴 机床工作台丝杆 位置传感器 指令 脉冲 MCU 速度比较 电路 伺服 电动 机 位置 比较 电路 A. D. C. B. 191 实际压力设定 压力 A. 风机出风口处的空气PLC运算控制器 风机电机 实际压力设定 压力 风机电机PLC运算控制器 压力传感器B. 设定 压力 实际转速+ -C. 压力传感器 PLC运算控制器 风机出风口处的空气 风机电机 设定 压力 实际压力+ -D. 压力传感器 PLC运算控制器 风机出风口处的空气风机电机 二尧非选择题 7. 咱2024窑绍兴测试暂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 统袁该系统主要包括微控制器尧环境感知部分尧调节部分等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值尧液位和流速袁各项数值都通过显示 屏显示遥 渊1冤数据显示子系统的控制方式属于渊单选冤 渊A. 开环控制曰 B. 闭环控制冤遥 渊2冤根据使用情况袁下列材料 · 不 · 适 · 合制作配液箱的是渊单选冤 渊A. 铸铁曰B. 热固性 塑料曰C. 陶瓷曰D. 玻璃冤遥 渊3冤同学们在设计该控制系统时袁进行了以下分析袁其中 · 不 · 恰 · 当的是渊单选冤 遥 A. 该控制系统的目的是创建最优的营养液环境 B. 配液箱的大小需要与栽培槽相匹配 C. 为提高 pH值的控制精度袁需要把 pH传感器放在配液箱里 D. 应根据对营养液控制精度的要求以及条件的可行性来选择控制方式 E. 酸碱液对营养液的 pH度影响较大袁所以蠕动泵的控制精度要求很高 渊4冤根据题意及其描述填写营养液流速控制子系统的方框图遥 淤 曰于 曰盂 曰榆 遥 淤 营养液流速- + 榆 于 盂微控制器 液位传感器 温度传感器 蠕动泵 制冷器加热器 流速计 微控制器 栽培槽 pH值传感器 植物 显示屏 水泵 酸碱 液箱配液箱 电源系统 pH值传感器 液位传感器 温度传感器 环境感知部分 流速计 微控制器 水泵 蠕动泵 制冷器 加热器 调节部分 192 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