1、控制與設計練習題1、控制的三要素是2、自動控制 人工控制 3、開環控制的方框圖4、閉環控制的方框圖5、區別開環和閉環的方法6、通家用調光臺燈的燈光亮度控制屬于（）A .自動控制 B .電子控制 C.機械控制D .氣動控制7、下列關于控制系統工作過程的說法，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.開環控制系統的信息只能從輸入端傳至輸出端D.閉環控制系統的信息只能從輸出端傳至輸入端8、聲控燈適用于多種場合，如在公共樓道里安裝聲控燈既方便，又安全。它與普通的電燈控制電路 相比，去掉了手動開關，而增設了聲傳感器、控制器和電子開關。其中聲傳感器的靈敏度可調整。以

2、適應不同場合使用的需要。請根據聲控燈的功能分析：（1） 聲控燈控制系統的輸入和輸出是什么兩者的關系怎樣（2） 聲控燈控制系統的被控量和控制量是什么（3） 聲控燈控制系統為什么可以采用開環控制系統（4）畫出聲控燈開環控制系統的框圖。9 .家用空調溫度自動控制系統是閉環控制，其中反饋環節的作用是（）A .減少輸入量B.增加輸入量C .穩定輸入量D .穩定輸出量10 .家用電視機最容易受到的影響 （即干擾因素）是（）A .環境溫度B .環境濕度C .風的強度 D .電磁干擾11在下面4個控制系統中，屬于閉環控制系統的是（）A .電風扇的定時控制系統B .公共樓道路燈延時控制系統C.棚室溫度恒定控制系

3、統D .商店自動門控制系統12同的傳感器輸入的信號是不相同的，傳感器輸出的信號經控制器驅動繼電器工作，則（）A .控制器轉換輸出的應是溫度信號B .控制器轉換輸出的應是聲音信號C.控制器轉換輸出的應是亮度信號D .控制器轉換輸出的應是電流信號13通家用電飯鍋的保溫控制（用雙金屬片開關控溫）系統為（）A .機械控制的閉環控制系統B .電子控制的閉環控制系統C.機械控制的開環控制系統D .電子控制的開環控制系統14用冰箱的溫控系統采用閉環控制.為了進一步提高其抗干擾的性能.設計中采取的措施是（）A .增加反饋環節B.提高壓縮機的制冷量C .提高箱體的隔熱性能D .說明書上建議用戶將冰箱遠離其他家用

4、電器放置15圖所示，有這樣一個“黑箱”，其輸人、輸出關系的數據見下表，則“黑箱”內部可能是 （）A .交流變壓器 B 電源穩壓器 C 日光燈整流器 D .電阻分壓器輸入（直流電壓/V）18151296輸出（直流電壓/V）65432輸入* 黑箱輸出16分析題 公共樓道中使用聲控燈控制后，在白天有人通過時燈泡也會點亮。為了克服這一缺點. 小黃同學設計一個方案，其控制系統方框圖如下，請分析該方案的控制過程。.干擾因素不會作用于開環控制系統.干擾因素是不可以利用的（）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零17品評價題 簡易調光臺燈的設計方案是：在照明電路中燈泡與可變電阻串聯.通過調

5、節可變電阻 的大小來實現燈泡亮度的調節。請你分析評價該設計方案的優缺點。18在體育課上練習投籃看成一個控制系統，則下列判斷錯誤的是（）A .控制系統的控制器是人的大腦B .控制系統的反饋環節是人的眼睛C .控制系統的執行器是人的手D .控制系統的被控量是籃球19較閉環控制系統和開環控制系統，下列判斷錯誤的是（）A .開環控制系統的控制精度較低B .開環控制系統無反饋環節C.閉環控制系統的抗干擾能力強D .閉環控制系統和開環控制系統都有比較器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 .增大進水流量B .減少進水流量C.調節降低浮球的位置 D.調節升高浮球的位置21、干擾因素對

6、控制系統的作用.下列說法正確的是（）A.干擾因素僅作用在被控量上BC.干擾因素的作用都會反映在輸出量的變化上D22、環控制系統的調試過程中，當輸出量達到設計要求并穩定后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。為此趙明同學設計了一個掛在空中的雞用飲水器方案，圖為其結構原理示意圖。設飲水盤中的虛線為設計水位， 當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，水從進水管流入飲水盤，當水位達到設計高度后，飲水盤重量增加，對拉簧的拉力增加，使水

7、閥控制桿向下運動，關閉水閥。因此，飲水盤中的水位能自動維持在設計高度上。該控制系統中：（1）彈簧的作用是什么（2）畫出自動飲水機的控制系統框圖。專題控制與設計知識框架控制與設計控制的含義控制的含義控制的應用控制的手段簡單控制系統的分析開環控制系統的基本組成和工作過程閉環控制系統的基本組成和工作過程控制系統的方框圖控制系統的干擾因素簡單控制系統的設計功能模擬方法和思維方法控制系統的設計方案復習要點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、空調機等現代化生活用品的控制技術，會分析典型的案例。2 . 了解手動控制和

8、自動控制的區別，了解機械控制、氣動控制、液壓控制、電子控制的區別.熟悉簡單的開環控制系統和閉環控制系統的基本組成和簡單的工作過程。3 .能畫出一個簡單的閉環控制系統的方框圖，能確定系統的各個環節（被控對象、執行器、控制器、反饋環節）；能確定被控量（輸出量）、控制量、輸入量、反饋量、偏差量；能用箭頭表示信息在 系統中流動和傳遞的方向。理解其中的控制器、執行器、比較環節和反饋環節的作用。4 .能結合案例找出影響簡單控制系統運行的主要干擾因素.并能分析盡可能避開或抑制干擾因 素對控制系統影響的辦法。能用功能模擬方法、黑箱方法對簡單控制系統的組成方框及其作用進行分 析。5 . 了解簡單的被控對象的基本

9、特性，能確定被控量、控制量、畫出控制系統的方框圖，并形成 初步的控制設計的方案。6 .能根據開環控制系統的設計方案，制作一個控制裝置，學會調試運行，提出改進方案。重點提示1 .控制的實現需要通過一定的手段.從控制過程中人工干預的情形區分，控制可分為人工控制 和自動控制。按照控制中執行部件的不同，控制可分為機械控制、 氣動控制、液壓控制、電子控制等。控制方式也可能是綜合的。2 .控制系統的輸出量返回到輸入端并對控制過程產生影響的控制系統成為閉環控制系統。與開環控制系統框圖不同，閉環控制系統中信息流經一個閉合環路，將輸出信號反傳給比較環節，我們把這種做法稱做反饋。沒有反饋也就沒有閉環，沒有反饋的控

10、制系統即為開環控制系統。3 .在控制系統中，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因素。 一個控制系統的干擾因素往往不止一個，所有控制系統在工作運行過程中都會受到干擾。因此設計一個控制系統，必須學會分析這個控制系統可能有哪些干擾因素，以及這些干擾因素是如何影響系統正常運行的。從而盡可能避開或抑制干擾因素對控制系統的影響。如果一個控制系統能夠很好地避開或抑制干擾，我們就認為這個控制系統有較好的抗干擾性。4 .對于控制系統的設計方案的形成.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下，其輸出量與輸入量之間的關 系，分

11、析控制系統有哪些干擾因素，輸出與干擾因素有何關系。(2) 分析被控量與控制量。如以分析聲控燈系統為例，聲音是輸入信號，被控對象是燈泡，被控 量是燈的亮滅，控制量是電流。(3) 確定控制系統的構成方案。在以上分析的基礎上，根據被控對象的基本特性；根據控制精度、 抗干擾性、經濟性等方面，確定控制系統是開環控制系統還是閉環控制系統。(4) 繪制控制系統的框圖。按確定的設計方案繪制控制系統的框圖，框圖內容的表達要求完整。 例題解析【椀1】普通家用調光臺燈的燈光亮度控制屬于()A .自動控制 B .電子控制C.機械控制 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

12、以控制過程中人工干預的不同情形來區分的。家用調光臺燈的燈光亮度的調整一般是用轉動開關旋鈕來實現 的，故屬于手動控制。若按照控制系統執行部件的不同來區分，控制又可分為機械控制、氣動控制、 電子控制等，家用調光臺燈燈光亮度的調整是通過改變電子元件來實現的，故屬于電子控制。【例2】下列關于控制系統工作過程的說法，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 .開環控制系統的信息只能從輸入端傳至輸出端D .閉環控制系統的信息只能從輸出端傳至輸入端答案：C(分析)本題考查控制系統的工作過程與方式。控制系統在1_作過程中，若從信息的傳輸過程分析歸類.可以把控制系統分成開

13、環控制系統和閉環控制系統兩類。開環控制系統的結構和原理比較簡單，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。閉環 控制系統的結構和原理比較復雜，信息流經的路徑有兩條，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節。它的優點是有較高的控制精度和較強的抗干擾性能。【例3】 自動門的工作過程為：當門口沒有人時，門是關閉的；當有人來到門口時門自動打 開；當人離開門口一段時間后，門又自動關閉。請根據上述的功能要求完成以下設計內容：(1) 確定自動門的技術要求。(2) 如何實現自動門的打開和閉合。(提示：可以參照教科書 97頁的齒輪齒條結構)提示(1)自動門的

14、技術要求可設計為當人距離門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l0s(也可其他值)后，門自動關閉；門開啟的寬度應為兩門的寬度之和。(3) 自動門打開和閉合可選擇電動機 (轉動變移動結構)來實現，工作原理為電動機正轉門打開； 電動機反轉門閉合。裝置結構可采用齒輪齒條結構。門開啟和閉合的行程還必須有行程開關控制。(分析)本題考查控制系統方案的設計。、設計一個控制系統需要確定其技術要求，自動門的技術要求一般是指當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閉；門開啟的寬度為多大。根據門的結構和重量確定采用執行裝置的類型。【例4】聲控燈適用于多種場合，如在公共樓道

15、里安裝聲控燈既方便，又安全。它與普通的電燈 控制電路相比，去掉了手動開關，而增設了聲傳感器、控制器和電子開關。其中聲傳感器的靈敏度可 調整。以適應不同場合使用的需要。請根據聲控燈的功能分析：(1) 聲控燈控制系統的輸入和輸出是什么兩者的關系怎樣(2) 聲控燈控制系統的被控量和控制量是什么(3) 聲控燈控制系統為什么可以采用開環控制系統(4) 畫出聲控燈開環控制系統的框圖。提示(1)聲控燈控制系統的輸入量是聲響；輸出量是燈泡中的電流。兩者的關系是聲強達到 某給定值時燈亮：聲強達不到某給定值時燈滅。(2) 聲控燈控制系統的被控量是燈的亮、滅，控制量是電流。(3) 聲控燈控制系統只有燈亮與燈滅兩種運

16、行狀態，不需要對輸出量的誤差進行控制，因此，可以采用開環控制系統。（4）聲控燈開環控制系統的框圖如圖所示:輸入（聲音信號）（分析）本題考查控制系統方案的設計，考查的知識點較多。聲控燈是一個典型的控制系統案例，控制系統的輸入量就是控制系統的給定量，它可以是設定的參數，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）是指控制系統所要控制的量，如水位、流量等。控制量是指執行器的輸出量，如電動機的轉速、閥門的開度等。控制系統的控制方式統是否需要反饋環節來決定的。自主練習一、基本題1 .家用空調溫度自動控制系統是閉環控制，其中反饋環節的作用是（）A .減少輸入量B.增加輸入量C

17、.穩定輸入量 D2 .家用電視機最容易受到的影響 （即干擾因素）是（）A .環境溫度B .環境濕度C .風的強度D3 .在下面4個控制系統中，屬于閉環控制系統的是（）A .電風扇的定時控制系統B.公共樓道路燈延時控制系統C.棚室溫度恒定控制系統D.商店自動門控制系統（開環或閉環）是由控制系.穩定輸出量.電磁干擾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控制器驅動繼電器工作，則（）A .控制器轉換輸出的應是溫度信號B .控制器轉換輸出的應是聲音信號C.控制器轉換輸出的應是亮度信號D .控制器轉換輸出的應是電流信號5 .普通家用電飯鍋的保溫控制（用雙金屬片開關控溫）系統為（）A .

18、機械控制的閉環控制系統C.機械控制的開環控制系統6 .家用冰箱的溫控系統采用閉環控制.B .電子控制的閉環控制系統D .電子控制的開環控制系統為了進一步提高其抗干擾的性能.設計中采取的措施是（）A.增加反饋環節BC .提高箱體的隔熱性能D7 .如圖所示，有這樣一個“黑箱”，其輸人、（）A .交流變壓器 B 電源穩壓器 C.提高壓縮機的制冷量.說明書上建議用戶將冰箱遠離其他家用電器放置 輸出關系的數據見下表，則“黑箱”內部可能是日光燈整流器 D .電阻分壓器輸入（直流電壓/V)18151296輸出（直流電壓/V)65432輸入輸出8 .分析題 公共樓道中使用聲控燈控制后，在白天有人通過時燈泡也會

19、點亮。為了克服這一缺點. 小黃同學設計一個方案，其控制系統方框圖如下，請分析該方案的控制過程。9.作品評價題 簡易調光臺燈的設計方案是：在照明電路中燈泡與可變電阻串聯.通過調節可變電阻的大小來實現燈泡亮度的調節。請你分析評價該設計方案的優缺點。二、拓展題10把在體育課上練習投籃看成一個控制系統，則下列判斷錯誤的是( )A 控制系統的控制器是人的大腦B 控制系統的反饋環節是人的眼睛C 控制系統的執行器是人的手D 控制系統的被控量是籃球11比較閉環控制系統和開環控制系統，下列判斷錯誤的是( )A 開環控制系統的控制精度較低B 開環控制系統無反饋環節C.閉環控制系統的抗干擾能力強D .閉環控制系統和

20、開環控制系統都有比較器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 增大進水流量B減少進水流量C.調節降低浮球的位置D .調節升高浮球的位置13關于干擾因素對控制系統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控制系統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在閉環控制系統的調試過程中，當輸出量達到設計要求并穩定后( )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過而不進門，自動門也會自動打開。這個干擾作用于控

21、制系統的哪個環節你有什么改進的方法16 分析題若抽水馬桶的進水閥門漏水，會產生什么情況對系統構件有何影響17 分析題在養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。為此趙明同學設計了一個掛在空中的雞用飲水器方案，圖為其結構原理示意圖。設飲水盤中的虛線為設計水位，當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，水從進水管流入飲水盤，當水位達到設計高度后，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，關閉水閥。因此，飲水盤中的水位能自動維持在設計高度上。該控制系統中：(1) 彈簧的作用是什么(2) 畫出自動飲水機的控制系統框圖。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）、適應性（能否做其他烹飪）作出評價，并提出改進建議。專題八控制與設計l D 2 D 3 C 4 D 5 A 6, C 7 D 10 D 11 D 12 C 13 C 14 A8.普通聲控燈在白天有人通過樓道時燈泡也會點亮，這是不必要的.為了克服這一缺點，在聲控系統中增加了光控環節，光控開關受光信號控制，在白天光線強時，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 光控開關打開，這樣白