4.2 开环控制系统的工作过程（分层作业）通用技术苏教版必修2

4.2开环控制系统的工作过程（分层作业） 【基础达标】 1.如图所示为一款空气加湿器控制系统方框图，其执行器为（   ） A．控制单元 B．雾化装置 C．加湿器 D．水雾 答案：B 解析：根据开环控制系统框图可得，“设定挡位”为给定量，“控制单元”为控制器，“雾化装置”为执行器，“加湿器”为被控对象，“水雾”为被控量，故选B。 2.汽车安全气囊控制系统的工作过程是：传感器检测到汽车碰撞信号，经诊断模块判定和处理后，触发气体发生器给气囊充气。该控制系统的被控对象是：（   ） A．被气囊保护的人 B．气囊 C．诊断模块 D．气体发生器 答案：B 解析：在控制系统中，被控对象是最终被调节或改变状态的部件。安全气囊控制系统的流程为：传感器检测碰撞信号→诊断模块处理信号→触发气体发生器→气囊充气。气体发生器是执行器（直接执行充气动作），气囊是被充气并改变状态的部件。控制系统的目标是使气囊在碰撞时及时充气，因此气囊的状态（充气/未充气）是系统的直接控制目标。其他选项中，诊断模块是控制器，气体发生器是执行器，被气囊保护的人属于保护对象而非被控对象。因此，被控对象为气囊。故选B。 3.如图所示为一款数字扭矩扳手，可以预设扭力值，使用该扳手拧紧螺帽时，高精度扭矩传感器灵敏有效地将施加的扭矩转变为电信号，当施加扭矩达到预设扭力数值时，控制电路控制电子开关闭合，发出声音提示和灯光闪烁警示。下列关于该数字扭距矩扳手的报警控制系统的描述中正确的是（   ） A．制方式属于闭环控制 B．输入量是预设扭力值 C．控制量是电子开关的开、合 D．输出量是实际施加扭矩 答案：C 解析：该控制方式不存在反馈，是开环控制系统，故选项A不正确；输入量是实际的扭力值，输出量是声音提示和灯光闪烁警示，故选项B、D不正确。故选C。 4.倒车雷达是汽车的安全辅助装置。工作原理是：雷达探头发出超声波，一旦超声波碰上障碍物后便会反射回来，此时系统便会计算雷达探头与障碍物之间的距离，然后根据距离的远近，蜂鸣器发出不同频率的警报声。从而帮助驾驶员更好地判断该停车的位置，关于该报警控制系统，以下说法中正确的是（   ） A．输出量是超声波信号 B．被控对象是汽车 C．控制器是雷达探头 D．此控制系统为开环控制系统 答案：D 解析：由题分析可知是超声波碰上障碍物后便会反射回来，雷达探头接收超声波，系统分析后控制蜂鸣器发出不同频率的警报声。因此输入量是超声波，控制器倒车雷达系统，被控对象是蜂鸣器，由系统决定蜂鸣器发出不同频率的警报声是输出量。综上，故选D。 5.下列对交通路口红绿灯定时控制系统的设计分析不正确的是（   ） A．该系统是开环控制系统 B．被控对象是按照红绿灯指示行驶的车辆 C．控制器可以选用定时器 D．系统的输入量是设定的时间 答案：B 解析：交通路口红绿灯定时控制系统的输出量对系统不产生任何影响，是开环控制系统，A正确。输入量是设定的时间；控制器是控制红绿灯切换各自所用时间，可以用定时器；被控对象是红绿灯本身；输出量是根据时间输出红灯或绿灯，所以B错误，CD正确。故选B。 【能力提升】 6.如图所示是消防联动控制系统。在发生火灾时，消防联动控制器按设定的控制逻辑向消防供水泵、报警阀、消防卷帘门和防烟排烟阀和通风消防设施准确发出联动控制信号，实现对自动灭火系统、火灾警报、防火分隔系统、防烟排烟系统的联动控制，接收并显示上述系统设备的动作反馈信号，同时接收消防水池、高位水箱等消防设施的动态监测信号，实现对建筑消防设施的状态监视功能。自动灭火控制子系统，其工作原理是在发生火灾时传感器将信号送至消防联动控制器，控制器控制供水泵启动进行灭火。下列关于自动灭火控制子系统的分析中正确的是（   ） A．传感器检测的是输出量 B．控制器是供水泵 C．该系统属于开环控制系统 D．控制量是灭火 答案：C 解析：传感器检测的是输入量，控制器是消防联动控制器，执行器是供水泵，控制量是供水泵的开启，所以选 C。 7.小明想为盲人设计一款可安全使用的水杯，当水量接近水杯口约1 cm时，水杯自动报警，这样可以防止开水溢出水杯造成危险。设计时他将扬声器作为被控对象，下列构思不可行的是（   ） A．该控制系统的控制手段可采用自动控制 B．可用水位传感器作为检测装置实现闭环控制 C．输出量一定是扬声器发出的警报声 D．执行器可选用电子开关 答案：B 解析：开环控制和闭环控制、开环控制系统的组成 【详解】本题考查简单的开环控制系统的设计。该控制系统的控制手段可采用自动控制；可用水位传感器作为检测装置实现开环控制；因为被控对象是扬声器，输出量一定是扬声器发出的警报声；执行器可选用电子开关。B错误，故选B。 【链接真题】 （2025·浙江·高考真题）如图所示是一种鲐鱼鱼体姿态控制系统的示意图，其工作过程是：鱼体以随机姿态逐条送入传送带，ARM单片机根据工业相机采集的鱼体图像判断出鱼体姿态，并发送信号给Arduino单片机。当光电传感器检测到鱼体到达作业位置时，发送信号给Arduino单片机，Arduino单片机结合鱼体姿态，通过继电器模块驱动电磁阀来控制相应机构将鱼体调整成设定姿态。 8.下下列从系统角度进行的分析中，恰当的是（   ） A．专门用于鲐鱼鱼体姿态的调整，体现了系统的环境适应性 B．ARM单片机能判断鱼体姿态，体现了系统的目的性 C．从系统分析的整体性原则出发，先考虑姿态判断，再考虑姿态调整 D．从系统分析的科学性原则出发，通过试验获得相关参数后计算确定系统处理速度 9.下列从控制系统角度进行的分析中，恰当的是（   ） A．控制量是鱼体的设定姿态 B．被控对象是鱼体 C．控制器是ARM单片机 D．光电传感器起反馈作用 答案：8．D 9．B 解析：8.A. 专门用于鲐鱼鱼体姿态的调整，体现了系统的目的性，A错误；B. ARM单片机能判断鱼体姿态，系统的某个部件的功能无法体现系统的目的性，B错误；C. 系统分析的整体性原则是先考虑整体，再考虑局部，C错误；D. 从系统分析的科学性原则出发，通过试验获得相关参数后计算确定系统处理速度，D正确；故选D。 9.A. 控制量是执行器的输出信号，即电磁阀及其相应机构的输出信号，A错误；B. 系统的控制目的是要控制鱼体的姿态，所以被控对象是鱼体，B正确；C. 控制器是Arduino单片机，C错误；D. 光电传感器检测的是输入量，不参与反馈，D错误；故选B。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.2开环控制系统的工作过程（分层作业） 【基础达标】 1.如图所示为一款空气加湿器控制系统方框图，其执行器为（   ） A．控制单元 B．雾化装置 C．加湿器 D．水雾 2.汽车安全气囊控制系统的工作过程是：传感器检测到汽车碰撞信号，经诊断模块判定和处理后，触发气体发生器给气囊充气。该控制系统的被控对象是：（   ） A．被气囊保护的人 B．气囊 C．诊断模块 D．气体发生器 3.如图所示为一款数字扭矩扳手，可以预设扭力值，使用该扳手拧紧螺帽时，高精度扭矩传感器灵敏有效地将施加的扭矩转变为电信号，当施加扭矩达到预设扭力数值时，控制电路控制电子开关闭合，发出声音提示和灯光闪烁警示。下列关于该数字扭距矩扳手的报警控制系统的描述中正确的是（   ） A．制方式属于闭环控制 B．输入量是预设扭力值 C．控制量是电子开关的开、合 D．输出量是实际施加扭矩 4.倒车雷达是汽车的安全辅助装置。工作原理是：雷达探头发出超声波，一旦超声波碰上障碍物后便会反射回来，此时系统便会计算雷达探头与障碍物之间的距离，然后根据距离的远近，蜂鸣器发出不同频率的警报声。从而帮助驾驶员更好地判断该停车的位置，关于该报警控制系统，以下说法中正确的是（   ） A．输出量是超声波信号 B．被控对象是汽车 C．控制器是雷达探头 D．此控制系统为开环控制系统 5.下列对交通路口红绿灯定时控制系统的设计分析不正确的是（   ） A．该系统是开环控制系统 B．被控对象是按照红绿灯指示行驶的车辆 C．控制器可以选用定时器 D．系统的输入量是设定的时间 【能力提升】 6.如图所示是消防联动控制系统。在发生火灾时，消防联动控制器按设定的控制逻辑向消防供水泵、报警阀、消防卷帘门和防烟排烟阀和通风消防设施准确发出联动控制信号，实现对自动灭火系统、火灾警报、防火分隔系统、防烟排烟系统的联动控制，接收并显示上述系统设备的动作反馈信号，同时接收消防水池、高位水箱等消防设施的动态监测信号，实现对建筑消防设施的状态监视功能。自动灭火控制子系统，其工作原理是在发生火灾时传感器将信号送至消防联动控制器，控制器控制供水泵启动进行灭火。下列关于自动灭火控制子系统的分析中正确的是（   ） A．传感器检测的是输出量 B．控制器是供水泵 C．该系统属于开环控制系统 D．控制量是灭火 7.小明想为盲人设计一款可安全使用的水杯，当水量接近水杯口约1 cm时，水杯自动报警，这样可以防止开水溢出水杯造成危险。设计时他将扬声器作为被控对象，下列构思不可行的是（   ） A．该控制系统的控制手段可采用自动控制 B．可用水位传感器作为检测装置实现闭环控制 C．输出量一定是扬声器发出的警报声 D．执行器可选用电子开关 【链接真题】 （2025·浙江·高考真题）如图所示是一种鲐鱼鱼体姿态控制系统的示意图，其工作过程是：鱼体以随机姿态逐条送入传送带，ARM单片机根据工业相机采集的鱼体图像判断出鱼体姿态，并发送信号给Arduino单片机。当光电传感器检测到鱼体到达作业位置时，发送信号给Arduino单片机，Arduino单片机结合鱼体姿态，通过继电器模块驱动电磁阀来控制相应机构将鱼体调整成设定姿态。 8.下下列从系统角度进行的分析中，恰当的是（   ） A．专门用于鲐鱼鱼体姿态的调整，体现了系统的环境适应性 B．ARM单片机能判断鱼体姿态，体现了系统的目的性 C．从系统分析的整体性原则出发，先考虑姿态判断，再考虑姿态调整 D．从系统分析的科学性原则出发，通过试验获得相关参数后计算确定系统处理速度 9.下列从控制系统角度进行的分析中，恰当的是（   ） A．控制量是鱼体的设定姿态 B．被控对象是鱼体 C．控制器是ARM单片机 D．光电传感器起反馈作用 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $