控制與設(shè)計練習(xí)題

1、控制與設(shè)計練習(xí)題1、控制的三要素是2、自動控制人工控制3、開環(huán)控制的方框圖4、閉環(huán)控制的方框圖5、區(qū)別開環(huán)和閉環(huán)的方法6、通家用調(diào)光臺燈的燈光亮度控制屬于（）A.自動控制B.電子控制C.機(jī)械控制D.氣動控制7、下列關(guān)于控制系統(tǒng)工作過程的說法，正確的是（）A.信息只能從輸入端傳至輸出端B.信息只能從輸出端傳至輸入端C.開環(huán)控制系統(tǒng)的信息只能從輸入端傳至輸出端D.閉環(huán)控制系統(tǒng)的信息只能從輸出端傳至輸入端8、聲控?zé)暨m用于多種場合，如在公共樓道里安裝聲控?zé)艏确奖悖职踩?。它與普通的電燈控制電路相比，去掉了手動開關(guān)，而增設(shè)了聲傳感器、控制器和電子開關(guān)。其中聲傳感器的靈敏度可調(diào)整。以適應(yīng)不同場合使用的需要

2、。請根據(jù)聲控?zé)舻墓δ芊治觯海?）聲控?zé)艨刂葡到y(tǒng)的輸入和輸出是什么？兩者的關(guān)系怎樣？（2）聲控?zé)艨刂葡到y(tǒng)的被控量和控制量是什么？（3）聲控?zé)艨刂葡到y(tǒng)為什么可以采用開環(huán)控制系統(tǒng)？（4）畫出聲控?zé)糸_環(huán)控制系統(tǒng)的框圖。9 .家用空調(diào)溫度自動控制系統(tǒng)是閉環(huán)控制，其中反饋環(huán)節(jié)的作用是（）A.減少輸入量B.增加輸入量C.穩(wěn)定輸入量D.穩(wěn)定輸出量10 .家用電視機(jī)最容易受到的影響（即干擾因素）是（）A.環(huán)境溫度B.環(huán)境濕度C.風(fēng)的強(qiáng)度D.電磁干擾11在下面4個控制系統(tǒng)中，屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)的是（）A.電風(fēng)扇的定時控制系統(tǒng)B.公共樓道路燈延時控制系統(tǒng)C.棚室溫度恒定控制系統(tǒng)D.商店自動門控制系統(tǒng)12同的傳感器輸入

3、的信號是不相同的，傳感器輸出的信號經(jīng)控制器驅(qū)動繼電器工作，則（）A.控制器轉(zhuǎn)換輸出的應(yīng)是溫度信號B.控制器轉(zhuǎn)換輸出的應(yīng)是聲音信號C.控制器轉(zhuǎn)換輸出的應(yīng)是亮度信號D.控制器轉(zhuǎn)換輸出的應(yīng)是電流信號13通家用電飯鍋的保溫控制（用雙金屬片開關(guān)控溫）系統(tǒng)為（）A.機(jī)械控制的閉環(huán)控制系統(tǒng)B.電子控制的閉環(huán)控制系統(tǒng)C.機(jī)械控制的開環(huán)控制系統(tǒng)D.電子控制的開環(huán)控制系統(tǒng)14用冰箱的溫控系統(tǒng)采用閉環(huán)控制.為了進(jìn)一步提高其抗干擾的性能.設(shè)計中采取的措施是（）A.增加反饋環(huán)節(jié)B.提高壓縮機(jī)的制冷量C.提高箱體的隔熱性能D.說明書上建議用戶將冰箱遠(yuǎn)離其他家用電器放置15圖所示，有這樣一個黑箱”，其輸人、輸出關(guān)系的數(shù)據(jù)見

4、下表，則黑箱”內(nèi)部可能是（）第1頁共2頁A.交流變壓器D.電阻分壓器輸入（直流電壓/V)18151296輸出（直流電壓/V)65432B電源穩(wěn)壓器C日光燈整流器輸入黑箱輸出16分析題公共樓道中使用聲控?zé)艨刂坪?，在白天有人通過時燈泡也會點亮。為了克服這一缺點.小黃同學(xué)設(shè)計一個方案，其控制系統(tǒng)方框圖如下，請分析該方案的控制過程。輸入（光、聲信號）17品評價題簡易調(diào)光臺燈的設(shè)計方案是：在照明電路中燈泡與可變電阻串聯(lián).通過調(diào)節(jié)可變電阻的大小來實現(xiàn)燈泡亮度的調(diào)節(jié)。請你分析評價該設(shè)計方案的優(yōu)缺點。18在體育課上練習(xí)投籃看成一個控制系統(tǒng)，則下列判斷錯誤的是（）A.控制系統(tǒng)的控制器是人的大腦B.控制系統(tǒng)的反饋

5、環(huán)節(jié)是人的眼睛C.控制系統(tǒng)的執(zhí)行器是人的手D.控制系統(tǒng)的被控量是籃球19較閉環(huán)控制系統(tǒng)和開環(huán)控制系統(tǒng)，下列判斷錯誤的是（）A.開環(huán)控制系統(tǒng)的控制精度較低B.開環(huán)控制系統(tǒng)無反饋環(huán)節(jié)C.閉環(huán)控制系統(tǒng)的抗干擾能力強(qiáng)D.閉環(huán)控制系統(tǒng)和開環(huán)控制系統(tǒng)都有比較器20了降低家用抽水馬桶水箱水位的高度，可采取的措施是（）A.增大進(jìn)水流量B.減少進(jìn)水流量C.調(diào)節(jié)降低浮球的位置D.調(diào)節(jié)升高浮球的位置21、干擾因素對控制系統(tǒng)的作用.下列說法正確的是（）A.干擾因素僅作用在被控量上B.干擾因素不會作用于開環(huán)控制系統(tǒng)C.干擾因素的作用都會反映在輸出量的變化上D.干擾因素是不可以利用的22、環(huán)控制系統(tǒng)的調(diào)試過程中，當(dāng)輸出量

6、達(dá)到設(shè)計要求并穩(wěn)定后（）A.比較器求出的偏差值等于零B.比較器求出的偏差值大于零C.比較器求出的偏差值小于零D.比較器求出的偏差值大于或小于零23、分析題：在養(yǎng)雞場給雞飲水如采用放在地上的普通水槽，容易被雞踩翻和污染，不能保證水槽中的水量。為此趙明同學(xué)設(shè)計了一個掛在空中的雞用飲水器方案，圖為其結(jié)構(gòu)原理示意圖。設(shè)飲水盤中的虛線為設(shè)計水位，當(dāng)飲水盤水位下降到一定值時，飲水盤重量減輕，彈簧使水閥控制桿向上運動,將出水閥打開，水從進(jìn)水管流入飲水盤，當(dāng)水位達(dá)到設(shè)計高度后，飲水盤重量增加，對拉簧的拉力增加，使水閥控制桿向下運動，關(guān)閉水閥。因此，飲水盤中的水位能自動維持在設(shè)計高度上。該控制系統(tǒng)中：彈簧的作用

7、是什么？第2頁共2頁（2）畫出自動飲水機(jī)的控制系統(tǒng)框圖。專題控制與設(shè)計知識框架控制與設(shè)計控制的含義控制的含義控制的應(yīng)用控制的手段簡單控制系統(tǒng)的分析開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程控制系統(tǒng)的方框圖控制系統(tǒng)的干擾因素簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計功能模擬方法和思維方法控制系統(tǒng)的設(shè)計方案復(fù)習(xí)要點1 .理解控制對象、控制目的和控制手段。了解控制在生產(chǎn)過程中對壓力、溫度、水位、光照、流量的控制；了解生活中電冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)機(jī)等現(xiàn)代化生活用品的控制技術(shù)，會分析典型的案例。2 .了解手動控制和自動控制的區(qū)別，了解機(jī)械控制、氣動控制、液壓控制、電子控制的區(qū)別.熟悉簡單的開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)

8、控制系統(tǒng)的基本組成和簡單的工作過程。3 .能畫出一個簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖，能確定系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)（被控對象、執(zhí)行器、控制器、反饋環(huán)節(jié)）；能確定被控量（輸出量卜控制量、輸入量、反饋量、偏差量；能用箭頭表示信息在系統(tǒng)中流動和傳遞的方向。理解其中的控制器、執(zhí)行器、比較環(huán)節(jié)和反饋環(huán)節(jié)的作用。4 .能結(jié)合案例找出影響簡單控制系統(tǒng)運行的主要干擾因素.并能分析盡可能避開或抑制干擾因素對控制系統(tǒng)影響的辦法。能用功能模擬方法、黑箱方法對簡單控制系統(tǒng)的組成方框及其作用進(jìn)行分析。5 .了解簡單的被控對象的基本特性，能確定被控量、控制量、畫出控制系統(tǒng)的方框圖，并形成初步的控制設(shè)計的方案。6 .能根據(jù)開環(huán)控制系統(tǒng)的

9、設(shè)計方案，制作一個控制裝置，學(xué)會調(diào)試運行，提出改進(jìn)方案。重點提示1 .控制的實現(xiàn)需要通過一定的手段.從控制過程中人工干預(yù)的情形區(qū)分，控制可分為人工控制和自動控制。按照控制中執(zhí)行部件的不同，控制可分為機(jī)械控制、氣動控制、液壓控制、電子控制等?？刂品绞揭部赡苁蔷C合的。2 .控制系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對控制過程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)成為閉環(huán)控制系統(tǒng)。與開環(huán)控制系統(tǒng)框圖不同，閉環(huán)控制系統(tǒng)中信息流經(jīng)一個閉合環(huán)路，將輸出信號反傳給比較環(huán)節(jié)，我們把這種做法稱做反饋。沒有反饋也就沒有閉環(huán)，沒有反饋的控制系統(tǒng)即為開環(huán)控制系統(tǒng)。3 .在控制系統(tǒng)中，除輸入量（給定值）以外，引起被控量（輸出量）變化的各種因素稱為干擾

10、因素。第3頁共2頁一個控制系統(tǒng)的干擾因素往往不止一個，所有控制系統(tǒng)在工作運行過程中都會受到干擾。因此設(shè)計一個控制系統(tǒng)，必須學(xué)會分析這個控制系統(tǒng)可能有哪些干擾因素，以及這些干擾因素是如何影響系統(tǒng)正常運行的。從而盡可能避開或抑制干擾因素對控制系統(tǒng)的影響。如果一個控制系統(tǒng)能夠很好地避開或抑制干擾，我們就認(rèn)為這個控制系統(tǒng)有較好的抗干擾性。4 .對于控制系統(tǒng)的設(shè)計方案的形成.還必須分析并明確以下一些具體的問題。（1）分析被控對象的基本特性。了解被控對象在正常的工作狀態(tài)下，其輸出量與輸入量之間的關(guān)系，分析控制系統(tǒng)有哪些干擾因素，輸出與干擾因素有何關(guān)系。（2）分析被控量與控制量。如以分析聲控?zé)粝到y(tǒng)為例，聲音

11、是輸入信號，被控對象是燈泡，被控量是燈的亮滅，控制量是電流。（3）確定控制系統(tǒng)的構(gòu)成方案。在以上分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對象的基本特性；根據(jù)控制精度、抗干擾性、經(jīng)濟(jì)性等方面，確定控制系統(tǒng)是開環(huán)控制系統(tǒng)還是閉環(huán)控制系統(tǒng)。（4）繪制控制系統(tǒng)的框圖。按確定的設(shè)計方案繪制控制系統(tǒng)的框圖，框圖內(nèi)容的表達(dá)要求完整。例題解析“-I-.-r【例1】普通家用調(diào)光臺燈的燈光亮度控制屬于（）A.自動控制B.電子控制C.機(jī)械控制D.氣動控制答案：B（分析）本題考查控制的手段與方法所謂自動控制和手動控制是以控制過程中人工干預(yù)的不同情形來區(qū)分的。家用調(diào)光臺燈的燈光亮度的調(diào)整一般是用轉(zhuǎn)動開關(guān)旋鈕來實現(xiàn)的，故屬于手動控制。若按

12、照控制系統(tǒng)執(zhí)行部件的不同來區(qū)分，控制又可分為機(jī)械控制、氣動控制、電子控制等，家用調(diào)光臺燈燈光亮度的調(diào)整是通過改變電子元件來實現(xiàn)的，故屬于電子控制?！纠?】下列關(guān)于控制系統(tǒng)工作過程的說法，正確的是（）A.信息只能從輸入端傳至輸出端B.信息只能從輸出端傳至輸入端C.開環(huán)控制系統(tǒng)的信息只能從輸入端傳至輸出端D.閉環(huán)控制系統(tǒng)的信息只能從輸出端傳至輸入端答案：C（分析）本題考查控制系統(tǒng)的工作過程與方式?？刂葡到y(tǒng)在1_作過程中，若從信息的傳輸過程分析歸類.可以把控制系統(tǒng)分成開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)兩類。開環(huán)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理比較簡單，信息只從輸入端傳至輸出端，僅有一條路徑。它的缺點是控制的精確度不高。

13、閉環(huán)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理比較復(fù)雜，信息流經(jīng)的路徑有兩條，一條是輸入端傳至輸出端，另一條是將輸出端信息反傳到輸入端的比較環(huán)節(jié)。它的優(yōu)點是有較高的控制精度和較強(qiáng)的抗干擾性能?！纠?】自動門的工作過程為：當(dāng)門口沒有人時，門是關(guān)閉的；當(dāng)有人來到門口時門自動打開；當(dāng)人離開門口一段時間后，門又自動關(guān)閉。請根據(jù)上述的功能要求完成以下設(shè)計內(nèi)容：（1）確定自動門的技術(shù)要求。（2）如何實現(xiàn)自動門的打開和閉合。（提示：可以參照教科書97頁的齒輪齒條結(jié)構(gòu)）提示（1）自動門的技術(shù)要求可設(shè)計為當(dāng)人距離門1m（也可其他值）時，門自動打開；在無人走動的情況下門打開延遲10s（也可其他值）后，門自動關(guān)閉；門開啟的寬度應(yīng)為兩門的

14、寬度之和。（2）自動門打開和閉合可選擇電動機(jī)（轉(zhuǎn)動變移動結(jié)構(gòu)）來實現(xiàn)，工作原理為電動機(jī)正轉(zhuǎn)門打開；電動機(jī)反轉(zhuǎn)門閉合。裝置結(jié)構(gòu)可采用齒輪齒條結(jié)構(gòu)。門開啟和閉合的行程還必須有行程開關(guān)控制。（分析）本題考查控制系統(tǒng)方案的設(shè)計。、設(shè)計一個控制系統(tǒng)需要確定其技術(shù)要求，自動門的技術(shù)要求一般是指當(dāng)人離門為多少距離時門自動打開：門打開延遲多少時間后自動關(guān)閉；門開啟的寬度為多大。根據(jù)門的結(jié)構(gòu)和重量確定采用執(zhí)行裝置的類型?！纠?】聲控?zé)暨m用于多種場合，如在公共樓道里安裝聲控?zé)艏确奖?，又安全。它與普通的電燈第4頁共2頁控制電路相比，去掉了手動開關(guān)，而增設(shè)了聲傳感器、控制器和電子開關(guān)。其中聲傳感器的靈敏度可調(diào)整。以適

15、應(yīng)不同場合使用的需要。請根據(jù)聲控?zé)舻墓δ芊治觯海?）聲控?zé)艨刂葡到y(tǒng)的輸入和輸出是什么？兩者的關(guān)系怎樣？（2）聲控?zé)艨刂葡到y(tǒng)的被控量和控制量是什么？（3）聲控?zé)艨刂葡到y(tǒng)為什么可以采用開環(huán)控制系統(tǒng)？（4）畫出聲控?zé)糸_環(huán)控制系統(tǒng)的框圖。提示（1）聲控?zé)艨刂葡到y(tǒng)的輸入量是聲響；輸出量是燈泡中的電流。兩者的關(guān)系是聲強(qiáng)達(dá)到某給定值時燈亮：聲強(qiáng)達(dá)不到某給定值時燈滅。（2）聲控?zé)艨刂葡到y(tǒng)的被控量是燈的亮、滅，控制量是電流。（3）聲控?zé)艨刂葡到y(tǒng)只有燈亮與燈滅兩種運行狀態(tài)，不需要對輸出量的誤差進(jìn)行控制，因此，可以采用開環(huán)控制系統(tǒng)。（4）聲控?zé)糸_環(huán)控制系統(tǒng)的框圖如圖所示:輸入（聲音信號）（分析）本題考查控制系統(tǒng)方案

16、的設(shè)計，考查的知識點較多。聲控?zé)羰且粋€典型的控制系統(tǒng)案例,控制系統(tǒng)的輸入量就是控制系統(tǒng)的給定量，它可以是設(shè)定的參數(shù)，如時間、溫度等；也可以是輸入的信號，如聲音、光照等。輸出量（即被控量）是指控制系統(tǒng)所要控制的量，如水位、流量等?？刂屏渴侵笀?zhí)行器的輸出量，如電動機(jī)的轉(zhuǎn)速、閥門的開度等?？刂葡到y(tǒng)的控制方式統(tǒng)是否需要反饋環(huán)節(jié)來決定的。自主練習(xí)一、基本題1 .家用空調(diào)溫度自動控制系統(tǒng)是閉環(huán)控制，其中反饋環(huán)節(jié)的作用是（A.減少輸入量B.增加輸入量C.穩(wěn)定輸入量2 .家用電視機(jī)最容易受到的影響（即干擾因素）是（）A.環(huán)境溫度B,環(huán)境濕度C.風(fēng)的強(qiáng)度3 .在下面4個控制系統(tǒng)中，屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)的是（）（開環(huán)

17、或閉環(huán)）是由控制系）D.穩(wěn)定輸出量D.電磁干擾A.電風(fēng)扇的定時控制系統(tǒng)C.棚室溫度恒定控制系統(tǒng)B.公共樓道路燈延時控制系統(tǒng)D.商店自動門控制系統(tǒng)A,機(jī)械控制的閉環(huán)控制系統(tǒng)C.機(jī)械控制的開環(huán)控制系統(tǒng)6.家用冰箱的溫控系統(tǒng)采用閉環(huán)控制.A.增加反饋環(huán)節(jié)C.提高箱體的隔熱性能4 .不同的傳感器輸入的信號是不相同的，傳感器輸出的信號經(jīng)控制器驅(qū)動繼電器工作，則A.控制器轉(zhuǎn)換輸出的應(yīng)是溫度信號B.控制器轉(zhuǎn)換輸出的應(yīng)是聲音信號C.控制器轉(zhuǎn)換輸出的應(yīng)是亮度信號D.控制器轉(zhuǎn)換輸出的應(yīng)是電流信號5 .普通家用電飯鍋的保溫控制（用雙金屬片開關(guān)控溫）系統(tǒng)為（）B.電子控制的閉環(huán)控制系統(tǒng)D.電子控制的開環(huán)控制系統(tǒng)為了進(jìn)

18、一步提高其抗干擾的性能.設(shè)計中采取的措施是（）B.提高壓縮機(jī)的制冷量D.說明書上建議用戶將冰箱遠(yuǎn)離其他家用電器放置7.如圖所示，有這樣一個黑箱”，其輸人、輸出關(guān)系的數(shù)據(jù)見下表，則黑箱”內(nèi)部可能是（）A.交流變壓器B電源穩(wěn)壓器C日光燈整流器D.電阻分壓器輸入（直流電壓ZV）18151296第5頁共2頁輸出（直流電壓ZV）654328 .分析題公共樓道中使用聲控?zé)艨刂坪?，在白天有人通過時燈泡也會點亮。為了克服這一缺點.小黃同學(xué)設(shè)計一個方案，其控制系統(tǒng)方框圖如下，請分析該方案的控制過程。9 .作品評價題簡易調(diào)光臺燈的設(shè)計方案是：在照明電路中燈泡與可變電阻串聯(lián).通過調(diào)節(jié)可變電阻的大小來實現(xiàn)燈泡亮度的調(diào)

19、節(jié)。請你分析評價該設(shè)計方案的優(yōu)缺點。二、拓展題10 .把在體育課上練習(xí)投籃看成一個控制系統(tǒng)，則下列判斷錯誤的是（）A.控制系統(tǒng)的控制器是人的大腦B.控制系統(tǒng)的反饋環(huán)節(jié)是人的眼睛C.控制系統(tǒng)的執(zhí)行器是人的手D.控制系統(tǒng)的被控量是籃球11 .比較閉環(huán)控制系統(tǒng)和開環(huán)控制系統(tǒng)，下列判斷錯誤的是（）A.開環(huán)控制系統(tǒng)的控制精度較低B.開環(huán)控制系統(tǒng)無反饋環(huán)節(jié)C.閉環(huán)控制系統(tǒng)的抗干擾能力強(qiáng)D.閉環(huán)控制系統(tǒng)和開環(huán)控制系統(tǒng)都有比較器12 .為了降低家用抽水馬桶水箱水位的高度，可采取的措施是（）A,增大進(jìn)水流量B.減少進(jìn)水流量C.調(diào)節(jié)降低浮球的位置D.調(diào)節(jié)升高浮球的位置13 .關(guān)于干擾因素對控制系統(tǒng)的作用.下列說法

20、正確的是（）A.干擾因素僅作用在被控量上B.干擾因素不會作用于開環(huán)控制系統(tǒng)C.干擾因素的作用都會反映在輸出量的變化上D.干擾因素是不可以利用的14 .在閉環(huán)控制系統(tǒng)的調(diào)試過程中，當(dāng)輸出量達(dá)到設(shè)計要求并穩(wěn)定后（）A.比較器求出的偏差值等于零B.比較器求出的偏差值大于零C.比較器求出的偏差值小于零D.比較器求出的偏差值大于或小于零15 .分析題如果人從自動門前經(jīng)過而不進(jìn)門，自動門也會自動打開。這個干擾作用于控制系統(tǒng)的哪個環(huán)節(jié)？你有什么改進(jìn)的方法？16 .分析題若抽水馬桶的進(jìn)水閥門漏水，會產(chǎn)生什么情況？對系統(tǒng)構(gòu)件有何影響？第6頁共2頁17分析題在養(yǎng)雞場給雞飲水如采用放在地上的普通水槽，容易被雞踩翻和

21、污染，不能保證水槽中的水量。為此趙明同學(xué)設(shè)計了一個掛在空中的雞用飲水器方案，圖為其結(jié)構(gòu)原理示意圖。設(shè)飲水盤中的虛線為設(shè)計水位，當(dāng)飲水盤水位下降到一定值時，飲水盤重量減輕，彈簧使水閥控制桿向上運動，將出水閥打開，水從進(jìn)水管流入飲水盤，當(dāng)水位達(dá)到設(shè)計高度后，飲水盤重量增加，對拉簧的拉力增加，使水閥控制桿向下運動，關(guān)閉水閥。因此，飲水盤中的水位能自動維持在設(shè)計高度上。該控制系統(tǒng)中：彈簧的作用是什么？（2）畫出自動飲水機(jī)的控制系統(tǒng)框圖。18.評價題家用電飯鍋因使用方便而被廣泛使用。請根據(jù)你的使用體驗，對家用普通電飯鍋的安全性、控制精度（從飯的口感判斷）、適應(yīng)性（能否做其他烹飪）作出評價，并提出改進(jìn)建議。專題八控制與設(shè)計3C4D5A6,C7D10D11D12C13C14A8.普通聲控?zé)粼诎滋煊腥送ㄟ^樓道時燈泡也會點亮，這是不必要的.為了克服這一缺點，在聲控系統(tǒng)中增加了光控環(huán)節(jié)，光控開關(guān)受光信號控制，在白天光線強(qiáng)時，光傳感器將接受的信號傳送給光控制器.光控制器輸出控制信號將光控開關(guān)打開，這樣白天燈泡就不會點亮了