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第四章控制与设计控制与设计控制的含义Ⅰ控制的手段和应用Ⅰ开环控制系统的基本组成和工作过程Ⅱ闭环控制系统的基本组成和工作过程Ⅱ控制系统的方框图Ⅱ控制系统的干扰因素Ⅰ功能模拟方法和黑箱方法Ⅰ控制系统设计方案Ⅱ本单元知识高考要求知识点剖析知识点剖析高考链接知识应用知识应用知识点剖析知识点剖析高考链接知识点剖析高考链接知识应用控制的含义控制的手段和应用开环控制系统闭环控制系统控制系统的干扰因素功能模拟方法和黑箱方法控制系统设计方案知识点剖析高考链接知识应用知识点剖析控制的含义：人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段,使事物向期望的目标发展。理解控制现象，需要明确：1、控制的对象是什么2、控制要达到什么目的3、采取什么控制手段高考链接如图所示为自动火炮控制系统示意图。当雷达检测到飞机后发出信号给跟踪系统，跟踪系统操纵火炮，调整火炮角度，该系统中被控对象是A．火炮B．跟踪系统C．雷达D．飞机A（09年高考）如图所示为高速公路汽车速度监测系统，测速雷达测量车速，经控制器判断后，控制摄像头将超速车辆的图像信息记录下来，作为违章处罚的证据，该速度监测系统中的被控对象是：A、汽车B、测速雷达C、摄像头D、速度显示器C知识应用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B知识点剖析从控制过程中人工干预的情形来分，人工控制:自动控制:有人直接、全程干预人工纺纱、打开普通自来水龙头，按键打开电灯、驾驶汽车等；不需要人的直接、全程干预按照执行部件的不同，控制分为：机械控制、气动控制、液压控制、电子控制等数控机床、饮料自动装罐生产线、花房恒温控制、十字路口红绿灯的转换等控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统从概念角度区分：看输出量是否对控制系统产生影响，如有影响则是闭环控制系统，无影响则是开环控制系统。（11年3月高考）如图所示为一款具有保温功能的电水壶，按下保温按钮，能将水温保持在设定值。该保温控制手段和控制方式属于A.自动控制、闭环控制B.自动控制、开环控制C.手动控制、闭环控制D.手动控制、开环控制【答案】A（12年3月高考）如图所示是一款太阳能饭盒，每个饭盒都有独立的温度控制系统，当饭煮熟后，自动进入保温状态，该饭盒温度控制系统的控制手段和控制方式属于A.手动控制、开环控制B.自动控制、闭环控制C.自动控制、开环控制D.手动控制、闭环控制【答案】B（13年3月高考）如图所示为3G无线防盗报警器，能360°旋转摄影，当有窃贼入侵时，能自动摄影并向主人手机发送视频报警。该控制系统的控制手段和控制方式属于A.手动控制、开环控制B.自动控制、开环控制C.自动控制、闭环控制D.手动控制、闭环控制【答案】B（13年6月会考）小通设计了如图所示的一款小音箱，带有音乐播放控制系统。如果把手伸进它的口中，就会播放几首歌曲，然后自行停止。34.该控制系统的控制手段和方式属于A.自动、开环控制B.人工、开环控制C.自动、闭环控制D.人工、闭环控制【答案】A小通设计了如图所示的一款小音箱，带有音乐播放控制系统。如果把手伸进它的口中，就会播放几首歌曲，然后自行停止。35.在选用该控制系统的传感器时，以下最合适的是A.声音传感器B.红外传感器C.温度传感器D.气敏传感器【答案】B（13年9月高考）如图所示的金属探测门，当有人携带金属制品通过时，探测门即发出声音报警。该报警控制系统的控制手段和控制方式属于A.手动控制、开环控制B.自动控制、开环控制C.自动控制、闭环控制D.手动控制、闭环控制【答案】B高考链接小明发现学校路灯有时由于没有及时关闭而浪费用电，为此他设计了一个控制方案，能够在天亮时关闭，天暗后打开。该控制系统应该属于A、自动控制的闭环控制系统B、自动控制的开环控制系统C、手动控制的闭环控制系统D、手动控制的开环控制系统B普通家用调光台灯的灯光亮度控制属于()A．自动控制B．电子控制Ｃ．机械控制D．气动控制B．普通家用电饭锅的保温控制(用双金属片开关控温)系统为()A．机械控制的闭环控制系统B．电子控制的闭环控制系统Ｃ．机械控制的开环控制系统D．电子控制的开环控制系统A控制的应用自古就有，并在近代得到了迅速发展，它涉及到社会生活生产的各个领域。控制的应用I二、控制系统的工作过程与方式存在控制现象的系统即控制系统。任何控制系统的实现都由若干个环节构成。一般的控制过程都有一个输入量和一个输出量。控制系统的输入输出之间有一定的对应关系。1、控制系统被控对象执行器控制器输入量控制量输出量简单开环控制系统的方框图2、开环控制系统的基本组成及方框图：开环控制系统：控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制系统为开环控制系统。被控对象执行器控制器输入量控制量输出量简单开环控制系统的方框图控制器：即对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件。执行器：即直接对被控对象进行控制的装置或元件。控制量：即执行器的输出信号。输入量：即控制系统的给定量。输出量：即控制系统所要控制的量。被控对象：即控制系统中所要求控制的装置和生产过程。归纳总结3、闭环控制系统的基本组成及方框图：闭环控制系统:系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响的控制系统称为闭环控制系统。给定量被控量控制量控制器执行器被控对象检测装置闭环控制系统检测装置的两个作用：①检测输出量，②返回到输入端进行比较干扰因素：除输入量以外，引起被控量变化的各种因素。反馈：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的过程。功能模拟法：以功能和行为的相似性为基础，用“模型”模拟“原型”的功能和行为的方法。知识点剖析西瓜看听拍生或熟控制系统系统的输入系统的输出黑箱黑箱黑箱方法：将研究的系统作为黑箱，通过对系统输入与输出关系的研究，进而推断出系统内部及其功能的方法知识点剖析知识应用“黑箱“的方法主要是研究系统的()A．输入和输出的关系B．内部和外部的关系C．结构与功能的关系D．要素与整体的关系A12年3月高考下列方法中不属于黑箱方法的是A、用仪器测试集成电路输出信号判断集成电路的功能B、通过脑电波检查诊断病人大脑的状况C、列车司机用锤子敲击车轮，通过声音判断有无故障D、通过胃镜检查诊断病人的胃部疾病【答案】D20.下列选项中不属于功能摸拟法的是D知识应用使用者虽然不一定懂得电视机内部的构造和机理，却知道按哪个开关打开它，调整哪些开关可以得到清晰稳定的画面效果，判断什么情况下大概出了什么故障等等。这是（）方法的一种具体应用。A.功能模拟法B.黑箱方法C.反馈方法D.控制方法B2011年6月会考下列关于干扰因素对控制系统的作用，说法正确的是A、干扰因素仅作用在被控量上B、干扰因素不会作用于开环控制系统C、闭环控制系统中干扰因素的作用都会反映在输出量的变化上D、干扰因素都是可以利用的C知识应用干扰对控制系统的影响是（）A.使控制系统的输出量发生变化B.使控制系统的输入量发生变化C.使控制系统的控制量发生变化D.使控制系统的输出量和输入量同时发生变化A14年3月学考如图所示是消防管网的水压控制系统工作示意图。当消防管网压力降至压力下限时，水泵启动，使压力上升；当消防管网压力达到上限进，水泵停止运行，使消防管网压力保持在设定的范围内。请根据示意图及其描述完成第19-20题。该控制系统的执行器是A、水压检测装置B、电控单元C、压力罐D、水泵【答案】D14年3月学考如图所示是消防管网的水压控制系统工作示意图。当消防管网压力降至压力下限时，水泵启动，使压力上升；当消防管网压力达到上限进，水泵停止运行，使消防管网压力保持在设定的范围内。请根据示意图及其描述完成第19-20题。电压、温度等变化会影响输出量的稳定，这些影响被称为该控制系统的A、反馈B、干扰C被控量D、控制量【答案】B13年9月高考电梯都配有超载报警系统，其工作原理是：传感器检测电梯的载重量，控制电路进行判断，若载重量超过设定值则接通电子开关，报警器发出声、光信号进行报警。关于该报警控制系统，下列说法中正确的是A.被控对象是电梯B.控制器是电子开关C.执行器是报警器D.输出量是有、无声光信号【答案】D如图所示是一加热炉的恒温自动控制示意图13年6月会考根据示意图，热电偶属于该控制系统中的A.检测装置B.显示装置C.被控对象D.执行器【答案】A如图所示是一加热炉的恒温自动控制示意图13年6月会考在加热炉工作时，如果炉内温度大大超过了设定值，以下原因可能的是A.加热炉门未关好B.加热器断路C.控制器损坏D.工作场所环境温度过高【答案】C13年3月高考某校学生设置了雨天自动关窗装置，其工作原理是：下雨时，湿度传感器把检测到的雨水信号传给放大及处理电路，启动电动机关关闭窗户。关于这个控制系统，下列说法正确的是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【答案】D12年9月高考如图所示是一种风阻尼器，用于高层建筑应对台风。一个几百吨重的大铁球通过弹簧和液压装置安装在高层建筑物的中上部，当强风来袭时，该装置的传感器探测到建筑物的摇晃程度，通过计算机控制液压装置推动大铁球向反方向运动，从而降低建筑物的摇晃程度。若把大铁球作为被控对象，下列分析中不正确的是A.输出入量是建筑物的摇晃程度B.控制器是计算机C.控制量是风力的大小D.输出量是大铁球的运动方向和速度【答案】C12年6月高考如图所示为纸浆浓度控制系统工作原理示意图，其工作原理是：控制器将传感器检测到的配浆浓度与设定值相比较，根据偏差值控制电动调节阀调节清水流量，从而使配浆浓度达到设定值。请回答33—35题。33.该控制系统的传感器应该选用A.浓度传感器B.流量传感器C.压力传感器D.温度传感器34.在该控制系统工作原理示意图中，不直接参与浓度自动控制的部件是A.电动调节阀B.控制器C.传感器D.手动取样阀35.该控制系统的输入量及输出量分别是A.清水流量；配浆流量B.原浆浓度；配浆浓度C.纸浆浓度的设定值；实际配浆浓度D.取样检测浓度；配浆浓度设定值【答案】A【答案】D【答案】C12年3月高考如图所示是电热水器温度自动控制系统的示意图，当热电偶测到水温低于设定值，控制电路接通加热丝，加热储水箱中的水，使水温达到设定值，关于该控制系统的组成，下列说法中不正确的是A.被控对象是水箱中的水B.控制器是加热丝C.被控量是出水温度D.设定量是所要求的水温【答案】B简单闭环控制系统的方框图：被控对象执行器控制器给定量控制量被控量检测装置比较器-+例题：一项用于糖尿病治疗的闭环无创胰岛素治疗系统，由华中科技大学、中国科学院电子学研究所好吉林大学联合研制成功。糖尿病患者在手腕上佩戴着一个火柴盒大小的血糖检测仪，就可以完成体内血糖的实时监测。检测结果通过无线模块及时发送给挂在腰间的胰岛素泵，胰岛素泵指导贴在肚皮上的微型硅针，对患者进行胰岛素的无痛注射，从而迅速控制患者的血糖，使之恢复到正常或接近正常。根据上面的材料，补充完整糖尿病患者血糖控制系统方框图。血糖检测仪设定血糖指数实际血糖指数患者微型硅胶胰岛素泵2012年6月会考孙丽设计并制作了一个路灯控制装置，用来控制家门口的路灯。当环境光线不足时，光敏电阻检测到光线强度信息，控制单元接收到该信息后作出判断，并发出指令给电子开关，开启路灯；当光线充足时则关闭路灯。请完成下列各题，在有“▲”处填上相应的内容。(1)根据题中所述，补充完整路灯控制系统方框图。(2)晚上，孙丽用台灯(白炽灯)代替路灯对控制装置进行技术试验。当关闭室内其它照明用具时，台灯亮起。将控制装置靠近台灯，灯泡的光线直接照射到光敏电阻上，则出现的现象是▲。A.灯泡一直亮B.灯泡熄灭C.灯泡亮灭交替D.灯泡亮度变暗(3)第(2)小题中灯泡的光线影响了正常的控制，对该控制系统来说这属于▲。控制单元电子开关亮或灭C干扰2013年3月高考如图所示为某单位大门的控制系统，具有门禁、对讲考勤功能。职工进门时把手指放到指纹采