第5章　控制系统与工程 练习课件- 2025-2026学年科学浙教版八年级下册

该初中科学课件系统梳理了“控制系统与工程”单元核心知识，涵盖开环与闭环控制、系统组成要素、干扰因素及反馈等内容，通过“夯实基础-拓展提高-冲刺竞赛”三级结构，串联基础概念与实际应用案例，帮助学生构建完整知识网络。 其亮点在于结合生活实例设计分层练习，如“声控灯开关”等基础题强化科学观念，“自动分拣系统”分析题培养科学思维中的模型建构与推理论证能力，竞赛真题提升探究实践水平。这种设计兼顾不同学生需求，助力教师精准复习，有效巩固知识。

第5章　控制系统与工程 目 录 1 夯实基础 2 拓展提高 3 冲刺竞赛 夯实基础 1 1. 下列控制系统属于开环控制的是(　B　) A. 冰箱温度控制系统 B. 声控灯开关控制系统 C. 抽水马桶自动上水控制系统 D. 鱼缸恒温控制系统 B 上一页 下一页 返回导航 2. 如图所示是一款抽水马桶水箱的水位控制装置。拨动冲水旋钮，出水 阀打开，水箱冲水，与此同时，浮球下降，进水阀打开，水箱进水，当 水箱的水位达到设定位置时，进水阀关闭停止进水。根据示意图和上述 说明，下列有关该水箱的水位控制系统说法中不恰当的是(　C　) 上一页 下一页 返回导航 A. 该控制系统的控制手段属于自动控制和机械控制 B. 给定量是设定的水位，被控量是实际的水位，所以该控制系统是闭环 控制 C. 水箱的进水流量和出水流量都属于该控制系统的干扰因素 D. 往水箱中放入一块砖块，该控制系统的输出量将不受影响 答案：C 上一页 下一页 返回导航 3. 在自动控制系统中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与 输入量进行比较过程就是反馈。其作用是(　C　) A. 减弱干扰因素 B. 消除干扰因素 C. 减少被控量的偏差 D. 减少输入量的偏差 C 上一页 下一页 返回导航 4. 下列关于控制系统干扰因素的说法，正确的是(　A　) A. 闭环控制系统比开环控制系统有更好的抗干扰能力 B. 干扰因素是指能够引起控制系统中被控量发生变化的各种因素 C. 在控制系统中干扰因素是需要克服的，不可以被利用 D. 控制系统的干扰因素都是人为造成的 A 上一页 下一页 返回导航 5. 在家用空调器的温度自动控制系统中，下列分析不正确的是(　C　) A. 被控对象是空调房间 B. 执行器是制冷制热装置 C. 输入量是房间实际温度 D. 它是一个闭环控制系统 C 上一页 下一页 返回导航 6. 如图所示是一款太阳能饭盒，可以利用太阳能加热实现饭盒保温。该 饭盒的保温控制系统中，被控量是(　C　) A. 饭盒 B. 太阳能 C. 饭盒内实际温度 D. 饭盒内的食物 C 上一页 下一页 返回导航 7. 如图所示为某机器控制系统的工作流程图，分别由电动机控制子系 统、机械臂控制子系统组成。在电动机控制子系统中，两个检测元件检 测伺服电机的转角和速度，输送给伺服控制器与工程师设定的值进行比 较，伺服控制器根据比较的差值发出控制信号，驱动装置将信号转变成 相应的电流驱动伺服电机。在机械臂控制子系统中，伺服电机驱动机械 臂，达到对机械臂的位置和运动精确控制的目标。下列关于电动机子系 统的分析中正确的是(　A　) A A. 电动机子系统是闭环控制子系统 B. 伺服电机是执行器 C. 驱动装置是控制器 D. 被控对象是机械臂 上一页 下一页 返回导航 8. 自行车刹车控制过程如下：刹车时，施加一定的握把力，通过杠杆系 统，使刹车片压紧车圈(或轮轴)，车轮减速。刹车握紧力与车轮转速一一 对应，这是一个开环控制系统，在这个控制系统中执行器是(　C　) A. 杠杆系统 B. 握把 C. 刹车片 D. 车轮 C 上一页 下一页 返回导航 9. 如图所示是家用抽水马桶水箱水位自动控制原理图，其工作过程是： 当水箱中的水位较低时，进水管进水，浮球随水箱水面上浮，达到设定 水位后，杠杆带动针阀下降堵住进水口，从而稳定水箱水位。根据图示 及其描述，下列关于该水位自动控制系统的分析中合理的是(　C　) C A. 浮球高度是被控量 B. 控制过程没有检测装置 C. 控制方式是闭环控制 D. 设定水位是干扰因素 上一页 下一页 返回导航 10. 如图京东配送机器人是一个四轮小型无人驾驶电动货车，搭载了一套智能驾驶系统，该系统由一个高强度扫描雷达和无数摄像头构成，雷达和摄像头负责探测配送机器人的前后左右路况，如有人出现在前方，智能驾驶系统就会刹车。配送路线也是规划好的固定路线，如有快递到达校园，配送员先将快递放入车里，然后由系统通过APP或短信通知收件人，收件人确认后，“配送机器人”就自动开到固定停靠点送货，收件 人输入密码便可打开配送车仓门收取快递，整个过程持续不到5分钟。如果收件人长时间不来收货，“配送机器人”就会驶离原地，在规定路线内巡回，或者给其他用户送货，送完之后再返回原地，发送短信等待刚才不在场的收件人来收快递。根据描述，“配送机器人”控制手段和控制方式分别属于(　C　) A. 手动控制；开环控制 B. 手动控制；闭环控制 C. 自动控制；开环控制 D. 自动控制；闭环控制 C 上一页 下一页 返回导航 拓展提高 2 1. 如图所示是汽车轮胎维护控制系统示意图。汽车行驶时，压力传感器 将检测到的轮胎压力信号传送给ECU电子控制单元，当轮胎气压比正常 压力低10％时，车上的报警灯通知驾驶员，系统打开止回阀对管道进行 加压并检查压力。如管道未达到目标压力，系统开始对轮胎进行充气， 直到达到正常压力。关于轮胎的充气控制，下列说法不正确的是(　B　) B A. 输入量是正常压力值 B. 被控对象是报警灯 C. 控制器是ECU电子控制单元 D. 该控制是闭环控制 上一页 下一页 返回导航 2. 上、下课自动打铃控制系统的控制过程如下：首先，接通系统工作电 源，校对控制装置内时钟的时间(北京时间)。然后，依照课程表设定各时 段的“打铃时刻”，此时，系统中的”微电脑时控器”根据设定时刻， 每到一时刻就指令其“触点开关”通电吸合(即动触点与静触点相接合)， 电铃系统工作并输出铃声，铃声延时6～10秒后，“触点开关”的触点分 离，铃声停息。系统又进入下一时刻打铃预备状态。自动打铃控制系统 的铃声输出与设定的“打铃时刻”相互对应。请回答下列问题： 上一页 下一页 返回导航 (1)本控制系统属于开环还是闭环控制系统？ 开环 (2)本控制系统中的“控制器”和“被控对象”分别是什么？ 定时控制器　电铃(或蜂鸣器) (3)请画出该控制系统的方框图。 上一页 下一页 返回导航 3. 如图为不同材质的物料自动分拣系统。当按下设备电源按键后， 电机运转，带动传送带传送物料。当传感器检测到的物料材质为对应 材质时，由PLC控制柜控制相应的气缸推出，使物料离开传送带，进 入相应滑槽，实现不同物料分类的功能。请根据示意图和描述，完成 以下任务： 上一页 下一页 返回导航 (1)该控制系统的控制手段与控制方式分别是 和 ⁠。 A. 人工控制 B. 自动控制 C. 开环控制 D. 闭环控制 B C (2)该控制系统的执行器是 ⁠。 A. 气缸 B. 电机 C. PLC控制柜 A 上一页 下一页 返回导航 (3)下列不属于该控制系统干扰因素的是 ⁠。 A. 物料材质的变化 B. 传送带打滑 C. PLC输出信号异常 (4)为提升该系统的分拣精度，以下措施最不合理的是 ⁠。 A. 提升传感器的灵敏度 B. 增快电机的转速 C. 提升PLC控制柜的信号处理能力 A B 上一页 下一页 返回导航 (5)3种材料传感器的排布顺序属于分拣器方案优化的 ⁠。 A. 约束条件 B. 影响因素 C. 干扰因素 B 上一页 下一页 返回导航 4. 有一款智能行李箱，其自动跟随子系统通过超声波传感器检测自己与 主人的距离，当内部CPU判断距离超过一定数值时，就会发送控制信号 给直流电机，电机转动并带动万向轮滚动来缩短和主人的距离。当其检 测到路径上有障碍物时，避障控制子系统则会自动调整行进方向。除此 之外，该产品还具备电动骑行功能，人可坐在箱上且两侧配有脚蹬。请 根据描述回答下列问题： (1)从人机关系的角度出发，在设计脚蹬的位置时，主要考虑的是 ⁠。 A. 静态的人 B. 动态的人 A 上一页 下一页 返回导航 (2)为实现电动骑行功能，设计时不需要考虑的是 ⁠。 A. 箱体的强度 B. 内部电源的容量 C. 电动骑行的安全标准 D. 使用者的设计能力 (3)自动跟随控制系统和避障控制系统的控制方式分别是 ⁠。 A. 开环、开环 B. 开环、闭环 C. 闭环、开环 D. 闭环、闭环 D C 上一页 下一页 返回导航 (4)自动跟随控制系统的执行器是 ⁠。 A. 超声波传感器 B. 直流电机 C. CPU D. 行李箱 (5)若要优化自动跟随控制系统的控制精度，下列优化措施合理的 是 ⁠。 A. 提高万向轮的灵敏度 B. 换用大功率的电机 C. 提高超声波传感器的精度 D. 增加超距报警功能 B AC 上一页 下一页 返回导航 5. 如图所示，这是水塔中的水箱水位控制系统。浮球位置随着水塔水位同步变化，浮球的位置即为实际水位。当水位下降到底部的常开干簧管时，磁性浮球使此处干簧管动作，触点闭合，驱动继电器动作，继电器闭合水泵电路使水泵工作抽水，水塔水位不断上升，当达到上部的常闭干簧管时，磁性浮球使此处干簧管动作，触点断开，继电器断开水泵电路抽水结束，水塔水位停止上升(干簧管在磁性作用下会打开或关闭管内的触点开关)。请根据示意图和描述，完成以下任务： 上一页 下一页 返回导航 (1)该系统的控制手段和控制方式分别属于 和 (①手动控制； ②自动控制；③开环控制；④闭环控制)。 (2)该系统的被控对象是 (①水箱；②水泵；③浮球)。 ② ④ ① 上一页 下一页 返回导航 (3)若在使用过程中发现，水塔内水位尚未到达高水位就停下来，经过检 查所有元件都是正常的，以下分析原因，不可能的是 。(①水塔内 水位差距较大；②浮球磁性过强；③磁性浮球的磁性消失) (4)水箱的盖子被大风吹掉，大型鸟类飞到池中觅食戏水，造成水面波 动，引起水泵频繁启动和停止，这种因素被称为 ⁠ ⁠。 ① 干扰(或“干扰因 素”) 上一页 下一页 返回导航 冲刺竞赛 3 (精选各地提前招生真题) 1. 如图所示的阀门定位器，是启动调节阀的核心部件，起阀门定位作用。其工作原理：当进入波纹管的信号压力增加时，杠杆2绕支点转动，使杠杆末端挡板靠近喷嘴，使喷嘴节流、背压，这样使得工作气源经气动放大器后进入执行机构薄膜压力增加，推动连杆并带动平板一起向下移动，也使得摆杆向下压，偏心凸轮随之逆时针转动，推动滚轮使杠杆1向左运动，将反馈弹簧拉伸，当弹簧对杠杆2的拉力和信号压力作用在波纹管上的力达到平衡时，执行机构达到平衡，此时一定的信号压力就对应一定的阀门位置。请根据描述和示意图，完成以下各题： 上一页 下一页 返回导航 (1)该系统的控制方式和控制手段分别是 、 ⁠。 A. 闭环控制 B. 开环控制 C. 自动控制 D. 人工控制 (2)系统设计时，需要对弹簧的长度、弹簧的倔强系数、偏心凸轮的弧 度、杠杆1的长度等参数进行分析、建模，体现了系统分析的 ⁠。 A. 整体性原则 B. 科学性原则 C. 综合性原则 A C B 上一页 下一页 返回导航 (3)用大小合适钢板加工偏心凸轮，下列不可能用到的工具是 ⁠ 和 ⁠。 A. 样冲 B. 台虎钳 C. 手摇钻 D. 锉刀 E. 活动扳手 F. 铁锤 (4)该控制系统的被控对象是 ⁠。 A. 弹簧 B. 气膜室 C. 阀门 C E C 上一页 下一页 返回导航 2. 随着音乐起伏而变化的音乐喷泉是控制技术的一种具体应用。其工作 过程是由“声－电转换装置”将起伏的音乐强度转换为随之而变化的电 信号，这种电信号驱动电动机带动水泵转动。音乐声信号强，水泵的转 速就快，喷头的压力就大，喷出的水柱就高。反之，喷出的水柱就低。 音乐信号的强弱与喷泉水柱的高低一一对应。请回答以下问题： (1)音乐喷泉控制系统是开环控制还是闭环控制？ 开环控制 上一页 下一页 返回导航 (2)该控制系统的输入信号和输出信号分别是什么？ 音乐信号的强度　喷泉水柱的高度 (3)从控制系统组成的角度，分析“声－电转换装置”在此控制系统中起 什么作用？ 声—电转换装置在此控制系统中起到控制器的作用 上一页 下一页 返回导航 给您提供最优质的服务 谢 谢 观 赏 $