第四单元 第二节 开环控制系统的工作过程-【同步宝典】2024-2025学年高中通用技术必修《技术与设计2》知识手册（苏教版2019）

8. C揖解析铱需定期检查皮带的磨损情况袁体现了系统的动态性曰 该系统的目的是定长裁切板材曰PLC 既要控制电动机的运 行袁又要控制气动装置袁这是系统中某个部分的功能袁不是综 合性原则遥 第三节 系统设计的优化与实现 1. D 2. C 3. D揖解析铱增加模具冷却装置袁违背了工作在高温状态下进行曰 单纯加快收线设备的收线速度袁会影响电缆的质量曰减少挤 出材料的挤出量袁会影响电缆的质量遥 4. C揖解析铱系统优化的影响因素指的是可以人为改变的因素袁 而天气尧气候与农作物的生长特性是人无法改变的遥 5. A揖解析铱在水龙头上增加带刻度的提起手柄袁增加了生产 成本遥 6. D揖解析铱燃烧室内废气流量控制在允许的范围内是废气流量 控制子系统的控制目袁该系统的控制目的是降低燃烧温度袁 减少氧化氮渊NOx冤的生成遥 7. A揖解析铱A. 环境适应性是指系统能不能根据外界环境的变 化及时调整袁强调外部环境曰B. 热水泵的功率是系统的要素袁 扩容器中的气压和蒸汽量是另一要素袁要素影响要素是相 关性曰C. 系统分析的综合性原则指进行分析时要综合考虑 多个目标袁而成本尧利用率尧经济效益都是地热发电系统的目 标曰D. 温度尧压力属于系统外的因素袁且不可人为调节遥 8. C揖解析铱纸巾宽度不受系统控制袁对于本题来说纸巾宽度属 于已给条件袁属于不可以人为改变的变量袁是系统优化的约 束条件遥 9. B揖解析铱车辆检测器的目的不是整个系统的目的袁因此无法 体现系统的目的性遥 10. B揖解析铱A. 该系统叫野水塔供水系统冶袁目的是控制水塔水 位曰B. 水泵故障影响水塔进水袁体现了要素对整体功能的影 响袁是整体性的体现曰C. 野水池容量大小冶和野水塔容量大小冶 是约束条件袁无法改变袁并不是系统的目标袁所以不是综合 性原则的体现曰D. 进水的流量是设计系统时不能改变的袁 属于约束条件遥 11. C揖解析铱系统无综合性袁体现的是技术的综合性遥 12. B揖解析铱A. 同时兼顾效率和准确率两个目标袁体现了综合 性原则曰B. 剔除次品是系统的目的袁体现了系统的目的性曰 C. 系统需要定期检查和维护袁体现了系统的动态性曰D. 液 压伸缩推杆的好坏影响自动剔除台系统的工作效果袁又可 以人为调节袁属于影响因素遥 第四单元 控制及其设计 第一节 控制的方式与应用 1. B揖解析铱声音不参与该控制系统的控制袁且对该系统无干扰遥 2. D揖解析铱自动挡汽车的行驶方向控制必须在人的直接干预和 全程干预下才能完成袁故该控制为人工控制遥 3. B揖解析铱人没有全程干预和直接干预袁属于自动控制曰没有说 明使用机械结构袁属于电子控制遥 4. C揖解析铱理解控制现象袁要知道控制要达到什么目的尧控制的 对象是什么和采取什么控制手段遥A属于控制对象曰B属于控 制手段曰D属于控制目的遥 第二节 开环控制系统的工作过程 1. D揖解析铱该控制中输入量为检测到的雨水信号袁控制器是放 大及处理电路袁执行器为电动机袁被控对象为窗户袁输出信号 为窗户的开启与关闭遥 2. D揖解析铱该自动扶梯上行控制系统控制的目的是控制扶梯的 速度袁被控对象是扶梯袁执行器是电动机袁红外传感器检测到 的信号是输入量袁没有反馈袁属于开环控制系统遥 3. A揖解析铱出入口道闸升降控制系统没有反馈袁检测装置检测 的是输入量袁故该控制系统属于开环遥 4. B揖解析铱被控量即输出量袁该控制过程中﹐被控量为遥控机器 人的定向移动袁电机的转动为控制量遥 5. D揖解析铱输入量是运煤汽车到位及离开信号袁输出量是喷水 量袁输出对输入没有影响袁该系统是开环控制系统袁被控对象 是除尘喷头袁执行器是电磁阀遥 6. A揖解析铱输入量是检测到瞌睡信号袁输出量是声音尧光线尧震 动袁该控制系统是开环控制袁被控对象是帽子袁控制器是主控 制器袁执行器是电子开关袁控制量是电子开关的通断遥 7. C揖解析铱该控制系统属于开环控制系统遥 输入量是检测信号 渊左右探头信号冤袁控制器题干中没有描述袁实为控制电机转 速的装置袁执行器是电机袁被控对象是小车袁输出量是车子行 驶状态遥 8. B揖解析铱障碍物和人的距离属于输入量遥 9. C揖解析铱整个控制过程中袁输入量是烟雾探测器检测到的室 内烟雾信号曰控制器为控制电路曰执行器题干中未注明袁可以 为电子开关等能驱动扬声器报警的装置曰控制量为执行器的 输出信号袁如电子开关的动作等袁但不是烟雾浓度曰被控对象 为扬声器袁输出量为警报声曰输出量不对系统的控制产生任 何影响袁所以是开环控制系统遥 10. C揖解析铱时间设定开关是输入装置袁用于输入设定的时间袁 控制器应为 UNO主板遥 11. A揖解析铱控制量是执行器的输出信号袁根据指纹锁的工作过 程可知袁开锁指令是单片机发出的信号袁而在控制系统中单 片机是控制器遥 12. D揖解析铱振动马达为被控对象袁计算机是控制器袁输入量为 摄像机的视频输入袁输出量为马达的振动袁可知该系统为开 环控制系统袁控制量是执行器的输出量袁执行器应该是继电 器等遥 第三节 闭环控制系统的工作过程 1. D揖解析铱野土壤湿度值达到设定值冶袁有保持稳定的含义袁这是 闭环控制袁闭环系统中有反馈袁输入量是设定湿度袁输出量是 实际湿度袁被控对象是土壤袁控制器是控制电路袁执行器是电 磁阀门袁控制量是流过电磁阀门的水流量遥 2. C揖解析铱输入量是设定温度袁输出量是实际温度袁被控对象是 烘箱袁检测装置是温度传感器袁控制器是温度控制器袁执行器 是高压鼓风机及热风机遥 3. D揖解析铱输入量是设定高度和水平位置袁输出量是实际高度 和水平位置袁被控对象是无人机袁检测装置是检测单元袁控制 器是控制模块袁执行器是执行模块曰反馈是要返回输入端并于 输入量进行比较遥 4. D揖解析铱发动机稳定运转袁这是闭环控制系统袁被控对象是发 动机袁离心球是检测装置遥 5. C揖解析铱该系统是闭环控制系统曰输入量是设定平衡状态袁输 参考答案 91 同步宝典 通用技术 技术与设计 2 ZHISHI JIEXI 知识解析 绎知识点 1 控制系统 1. 定义院任何控制都要通过若干个环节来实现袁这些环节所涉及的装置构成了一个系统袁称 为控制系统遥 控制系统的 1 与 2 之间有一定的对应关系遥 2. 分类院控制系统分为 3 和 4 遥 3. 在控制系统中袁为了方便分析袁常采用方框来表示系统的环节袁用单向信号线来表示系统 信号传递的方向袁这种图称为控制系统的方框图袁它表示了系统的各个环节在系统中的位置尧功能 和相互之间的关系遥 绎知识点 2 开环控制系统 1. 定义院控制系统的输出量 5 系统的控制产生任何影响的控制系统遥 2. 开环控制系统的方框图 输入量院控制系统的给定量遥 控制器院对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件遥 执行器院直接对 6 进行控制的装置或元件遥 控制量院7 的输出信号遥 被控对象院控制系统中所要控制的装置或生产过程遥 输出量院控制系统所要控制的量袁也是控制系统的输出信号遥 JINGDIAN KAOTI 经典考题 揖例题 1铱 自行车刹车控制过程如下院刹车时袁施加一定的握把力袁通过杠杆系统袁使刹车片 压紧车圈渊或轮轴冤袁车轮减速遥 刹车握紧力与车轮转速一一对应遥 这是一个开环控制系统袁其方框 图如下遥 在这个控制系统中执行器是 渊 冤 A. 握把 B. 杠杆系统 C. 刹车片 D. 车轮 思路分析 读方框图可知袁控制器为握把尧杠杆系统袁执行器为刹车片袁被控对象为车轮遥 答 案院C遥 第二节 开环控制系统的工作过程 揖答案铱 1 输入 2 输出 3 开环控制系统 4 闭环控制系统 5 不对 6 被控对象 7 执行器 输入量 控制器 执行器 控制量 被控对象 输出量 车轮转速握紧力 握把尧杠杆系统 刹车片 车轮 68 揖例题 2铱 右图为经改进的某油罐清洗系统袁其控制部分 可分为喷水控制子系统和抽水控制子系统遥 喷水控制子系统工 作过程院PLC根据检测装置检测到的污水中的含污量袁 控制增 压泵产生高压水袁通过喷头冲洗油罐遥 下列关于喷水控制子系 统的分析中正确的是 渊 冤 A. 输入量是含污量 B. 控制器是增压泵 C. 被控对象是清水箱 D. 控制量是 PLC的输出信号 思路分析 喷水控制子系统根据污水中的含污量控制喷头工作袁 故检测装置并未对控制系 统的输出进行检测袁该系统属于开环控制遥 输入量为检测装置检测的含污量袁控制器为 PLC袁被控 对象为喷头袁执行器为增压泵遥 PLC的输出信号是控制器产生的控制指令袁控制量是执行器的输出 信号遥 答案院A遥 揖例题 3铱 如图所示是纸箱输送系统的示意图遥 电机驱动输送带将纸箱送到输送辊道袁纸箱 自由下滑至装载平台遥光电传感器检测光线是否被遮挡袁当光线被遮挡时间超过设定值时袁表明纸 箱在输送辊道上拥堵袁控制器控制电机停止转动曰当光电传感器重新检测到光线时袁控制器控制 电机重新启动遥 下列关于输送带控制子系统的分析中 · 不 · 正 · 确的是 渊 冤 A. 输入量是光电传感器检测到的信号 B. 执行器是电机 C. 控制量是纸箱在输送辊道上的运动状态 D. 控制方式属于开环控制 思路分析 针对输送带控制子系统袁控制的目的为输送带的运动状态袁所以执行器为电机袁 电机输出的转动量为该系统的控制量遥 答案院C遥 揖例题 4铱 如图所示是一款自动伸缩式遮阳篷的示意图袁当传感器检测到雨水尧阳光时袁将感 应信号发送给控制器袁启动电机展开遮阳篷遥 关于该控制系统袁下列说法中 · 不 · 正 · 确的是 渊 冤 A. 输入量是雨水尧阳光信号 B. 控制量是前杆的位移量 C. 执行器是电机 D. 被控对象是遮阳篷 思路分析 输入量是检测到的雨水尧阳光信号袁输出量是遮阳篷的展开袁输出量不对输入量 产生影响袁这是开环控制系统袁被控对象是遮阳篷袁执行器是电机袁控制量是电机的转动量袁B错 误遥 答案院B遥 装载平台 光电传感器 输送辊道 控制器 电机 皮带 光源 纸箱 输送带 传感器 控制器 电机 遮阳篷 前杆 真空泵 油罐 喷头 增压泵 清水箱 污水箱 PLC 检测装置 第四单元 控制及其设计 69 同步宝典 通用技术 技术与设计 2 揖例题 5铱 咱2024窑宁波测试暂如图所示是某汽车自动清洗 控制系统袁其控制部分可分为喷水控制子系统和洗刷控制子 系统遥 喷水控制子系统工作过程院PLC根据车辆检测器检测到 汽车到位信号袁控制清洗电机接通电磁阀产生高压水袁通过 喷头清洗车辆遥 洗刷控制子系统中袁PLC控制刷子电机洗刷车 辆遥 下列关于喷水控制子系统的分析中正确的是 渊 冤 A. 该系统的输出量不对控制过程产生影响 B. 执行器是刷子电机 C. 控制量是 PLC的输出信号 D. 输出量是车辆检测器检测到的信号 思路分析 喷水控制的方框图如下图所示袁控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影 响袁这种控制系统称为开环控制系统遥 答案院A遥 DIANTI SULIAN 典题速练 1. 某校学生设计了雨天自动关窗装置袁其工作原理是院下雨时袁湿度传感器把检测到的雨水信号 传给放大及处理电路袁启动电动机关闭窗户遥 关于这个控制系统袁下列说法正确的是 渊 冤 A. 雨水信号是输出量 B. 控制器是电动机 C. 执行器是湿度传感器 D. 被控对象是窗户 2. 右图是自动扶梯上行控制系统示意图遥红外传感器检测到乘客进 入扶梯时袁控制器控制电动机拖动扶梯快速运行袁乘客离开后袁扶 梯慢速运行遥 关于该控制系统袁下列说法正确的是 渊 冤 A. 红外传感器起反馈作用 B. 被控对象是电动机 C. 执行器是扶梯 D. 控制方式属于开环控制 SB2SB1 控制按钮 PLC 车辆检测器 刷子电机 喷头 清洗电机 电磁阀 总 结 提 升 渊1冤开环控制系统的判断 淤开环的特点院渊i冤输入量决定输出量袁并且一一对应曰渊ii冤控制的目的在输出端曰渊iii冤开环也有检测装置遥 于开环的判断方法 渊i冤根据定义判断院输入量决定输出量袁而输出量对这个控制过程不产生影响曰 渊ii冤根据开环的目的判断院开环的输出量一般有两个对立的状态渊如院门的开与关冤曰 渊iii冤根据有无反馈判断院开环无反馈袁闭环有反馈遥 渊2冤被控对象的确定 找被控对象要二看院一看袁系统名称曰二看袁系统的目的遥 渊3冤控制量的确定 执行器的输出信号是控制量袁找控制量先找执行器遥 揖注铱控制器发出的信号不是控制量遥 喷头喷水 输出量 喷头 电磁阀通断 控制量 电磁阀PLC检测到汽车到位信号 输入量 被控对象执行器控制器 控制器 红外传感器 扶梯 电动机 70 3. 如图所示是停车场收费系统示意图袁该系统由入口控制子系统和出口控制子系统组成遥 当入口 处的地感线圈检测到有车辆驶入时袁车位显示器会显示可以停靠的车位数袁入口控制器控制道 闸开启曰当出口处的地感线圈检测到有车辆驶出时袁出口控制器计算停车费用并在计费显示器 上显示袁收费完成后道闸开启放行车辆遥 关于该系统 中的出入口道闸升降控制袁下列说法正确的是 渊 冤 A. 该控制系统控制方式为开环控制 B. 控制量为出入车流量 C. 地感线圈检测该控制系统的被控量 D. 被控对象为出入车辆 4. 如图所示是一款遥控机器人袁底部滑轮可以实现定向移动遥 当机器人内的 红外接收装置接收到用户按下遥控器的前后左右等信号后袁控制装置发出 指令袁驱动电机带动滑轮完成相应动作遥关于机器人动作控制系统袁下列说 法中 · 不 · 正 · 确的是 渊 冤 A. 执行器为电机 B. 被控量为电机的转动 C. 被控对象为遥控机器人 D. 控制方式为开环控制 5. 如图所示是一款汽车卸煤喷水系统遥 检测装置采集运煤汽 车到位及离开信号袁并将采集的信号传到控制器袁控制器根 据预设的程序指令袁控制电磁阀定时开启袁除尘喷头持续喷 水袁清除因汽车卸煤产生的煤尘遥下列有关该喷水系统的说 法正确的是 渊 冤 A. 执行器是除尘喷头 B. 被控对象是煤尘 C. 输入量是卸煤车间的煤尘量 D. 输出量是喷水量 6. 如图所示是一款防瞌睡帽遥 该帽子内置加速度计和陀螺仪袁能感知驾驶员的头部动作袁并利用 智能算法较为准确地比较区分驾驶员瞌睡动作与检查仪表盘尧看后视镜等驾车动作遥 一旦该帽 子中的主控制器确认为驾驶员瞌睡中袁会发出指令使电子开关闭合袁从而发出声音尧光线尧震动 等叫醒驾驶员遥 下列关于该控制系统的分析中正确的是 渊 冤 A. 执行器是电子开关 B. 被控对象是驾驶员 C. 控制量是声音尧光线尧震动等信号 D. 输入量是加速度计和陀螺仪 7. 如图所示为一款循迹小车袁在其车头底部装有两个金属感应探测 头袁当左探测头探测到金属信号袁增加小车右轮电机速度袁使车子左 转袁直到探测头探测不到金属信号曰右探测头探测到金属信号时袁情 况相反曰当左右探测头都没有探测到金属信号时袁左右轮电机转速 相同袁车子直行遥 关于该控制袁以下说法正确的是 渊 冤 A. 被控对象是轨道 B. 控制器是探测头 C. 执行器是电机 D. 输入量是车子速度 自动发卡机 地感线圈 摄像机 道闸 读卡箱 收费亭电脑摄像机 卸煤车间 电磁阀 水管 除尘喷头控制器 检测装置 右探测头 左探测头 铝箔胶带轨道 第四单元 控制及其设计 71 同步宝典 通用技术 技术与设计 2 8. 如图所示是一款盲人导航眼镜遥 眼镜内的传感器检测到障碍物与人的距离袁并将信号发送给微 处理器袁微处理器根据信号控制电子开关工作袁实现耳塞警报声的发出遥 距离越短袁耳塞的警报 声频率越高遥 关于该控制系统袁下列说法中 · 不 · 正 · 确的是 渊 冤 A. 控制器是微处理器 B. 控制量是障碍物与人的距离 C. 被控对象是耳塞 D. 执行器是电子开关 9. 根据消防要求袁仓库尧图书馆等场所需要安装火灾自动报警控制系统遥 如有火灾发生袁烟雾探测 器检测到室内的烟雾信号袁经控制电路分析处理后袁驱动扬声器发出警报声遥 下列对该控制系 统的分析中 · 不 · 正 · 确的是 渊 冤 A. 被控对象是扬声器 B. 输出量是警报声 C. 控制量是烟雾的浓度 D. 控制的方式是开环控制 10. 如图所示是小明搭建的智能浇水控制系统袁其工作过 程院当时间设定开关按下后渊设定的预约时间与按动开 关次数有关冤袁UNO 主板进行分析处理袁使显示屏显示 倒计时袁当预约时间到达后袁继电器工作袁水泵抽水袁并 通过水管浇水至花盆中遥 浇水的同时袁蜂鸣器能够发出 音乐提醒信号遥当水泵工作时间达到设定的浇水时长渊在 UNO板上通过编程设定冤袁水泵尧蜂鸣 器等停止工作遥 若以出水管作为被控对象袁则下列关于该浇水子系统的分析中 · 不 · 正 · 确的是 渊 冤 A. 输出量是是否出水 B. 继电器尧水泵是执行器 C. 时间设定开关是控制器 D. 该系统属于开环控制 11. 指纹锁的工作原理是院指纹采集模块通过图像传感器采集到指纹信息袁传给单片机袁单片机将 采集到的信息与指纹库中的指纹信息进行比对袁验证其合法性遥 若比对成功则发出开锁指令袁 继电器吸合袁控制电磁锁开锁袁屏幕同时显示当前指纹的 ID编号曰反之袁单片机则发出控制指 令袁使蜂鸣器发出警报声袁同时显示器显示开锁失败遥 结合指纹开锁过程袁下列分析 · 错 · 误的是 渊 冤 A. 控制量是开锁指令 B. 指纹锁是开环电子控制系统 C. 控制器是单片机 D. 门锁是被控对象 12. 如图所示为一种足球门线判定系统遥 该系统使用一组高速摄像机作为视频输入袁每台摄像机 从不同角度跟踪足球遥计算机综合多路信号形成实时尧快速尧准确的判定遥如果判定结果是足球 已经整体越过球门线袁则计算机会生成一个信号遥 该信号使裁判的手表产生振动袁提示可以判 定进球遥 以手表内的振动马达为被控对象袁从控制角度看袁下列分析 · 不 · 正 · 确的是 渊 冤 A. 计算机是该控制系统的控制器 B. 被控量是振动马达的振动 C. 该系统是开环控制系统 D. 控制量是计算机的输出信号 显示屏 花盆 蜂鸣器 电池盒UNO主板 水管 水泵渊马达冤继电器 时间设定开关 72