1、控制與設(shè)計(jì)專題復(fù)習(xí)龍口市第一中學(xué) 金汝宜一、控制與設(shè)計(jì)高考要點(diǎn)：控制與設(shè)計(jì)控制的含義控制的應(yīng)用 控制的手段開環(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)的干擾因素功能模擬方法和黑箱方法控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案19如圖所示為自動(dòng)火炮控制系統(tǒng)示意圖。當(dāng)雷達(dá)檢測(cè)到飛機(jī)后發(fā)出信號(hào)給跟蹤系統(tǒng)，跟蹤系統(tǒng)操縱火炮，調(diào)整火炮角度，該系統(tǒng)中被控對(duì)象是（ ）A火炮 B跟蹤系統(tǒng) C雷達(dá) D飛機(jī)二、高考原題再現(xiàn)20如圖所示為某種抽水馬桶水箱的結(jié)構(gòu)示意圖：浮球和連桿用螺紋連接，通過調(diào)節(jié)連桿長(zhǎng)度來設(shè)置給定水位，當(dāng)水位上升到給定水位時(shí)，浮球帶動(dòng)連桿裝置關(guān)閉進(jìn)水閥。如果往進(jìn)水閥方向調(diào)節(jié)浮球，

2、縮短連桿長(zhǎng)度，那么產(chǎn)生的后果是（ ）A降低給定水位高度B增加給定水位高度C不影響給定水位高度D降低實(shí)際水位高度25如圖所示為簡(jiǎn)化的飛機(jī)飛行狀態(tài)控制系統(tǒng)。陀螺儀檢測(cè)飛機(jī)的飛行狀態(tài)后，將信號(hào)送給自動(dòng)駕駛儀，自動(dòng)駕駛儀將飛行狀態(tài)與給定狀態(tài)進(jìn)行比較，根據(jù)偏差值控制舵機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，舵機(jī)操縱飛機(jī)尾翼，調(diào)整飛行狀態(tài)。（1）請(qǐng)根據(jù)上面的示意圖，補(bǔ)充完整飛機(jī)飛行狀態(tài)控制系統(tǒng)方框圖。（在“”處填寫相應(yīng)的內(nèi)容）（2）陀螺儀將檢測(cè)到的飛行狀態(tài)信號(hào)傳送到自動(dòng)駕駛儀與給定狀態(tài)進(jìn)行比較的過程稱為 。（3）在飛機(jī)飛行過程中，遇到氣流時(shí)，飛行狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化，這種給定狀態(tài)以外引起飛行狀態(tài)變化的因素稱為 。三、控制與設(shè)計(jì)高考考點(diǎn)分析：1

3、、題型：兩個(gè)選擇題，一個(gè)分析題2、考點(diǎn)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3、知識(shí)點(diǎn)被控對(duì)象、控制器與被控量的關(guān)系、干擾因素控制系統(tǒng)的方框圖、4、客觀性強(qiáng)四、高考突破熱門考點(diǎn)1、填寫方框圖25如圖所示為簡(jiǎn)化的飛機(jī)飛行狀態(tài)控制系統(tǒng)。陀螺儀檢測(cè)飛機(jī)的飛行狀態(tài)后，將信號(hào)送給自動(dòng)駕駛儀，自動(dòng)駕駛儀將飛行狀態(tài)與給定狀態(tài)進(jìn)行比較，根據(jù)偏差值控制舵機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，舵機(jī)操縱飛機(jī)尾翼，調(diào)整飛行狀態(tài)。（1）請(qǐng)根據(jù)上面的示意圖，補(bǔ)充完整飛機(jī)飛行狀態(tài)控制系統(tǒng)方框圖。（在“”處填寫相應(yīng)的內(nèi)容）熱門考點(diǎn)2：寫干擾因素必備的知識(shí)點(diǎn)和基本模型控制器執(zhí)行器被控對(duì)象檢測(cè)裝置給定量被控量（2）陀螺儀將檢測(cè)到的

4、飛行狀態(tài)信號(hào)傳送到自動(dòng)駕駛儀與給定狀態(tài)進(jìn)行比較的過程稱為 。（3）在飛機(jī)飛行過程中，遇到氣流時(shí)，飛行狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化，這種給定狀態(tài)以外引起飛行狀態(tài)變化的因素稱為 。干擾因素有：對(duì)系統(tǒng)的影響：對(duì)系統(tǒng)的影響：影響被控量的變化影響實(shí)際水位的變化（1分）被控量（輸出量）：就是控制系統(tǒng)要控制的量。也就是說這個(gè)系統(tǒng)要控制的是什么量干擾因素：在控制系統(tǒng)中，除輸入量（給定量）以外，引起被控量變化的各個(gè)因素。供水水壓（1分）、出水量（1分）例：連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)水閥進(jìn)水量實(shí)際水位就是直接對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的裝置和元件即執(zhí)行器的輸出信號(hào)執(zhí)行器：控制量：即對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理并發(fā)出控制命令的裝置和元件控制器： 李明制作了方便小

5、動(dòng)物喝水的自動(dòng)加水器，結(jié)構(gòu)如圖。工作過程是當(dāng)水龍頭打開，水就流入碗內(nèi)，碗內(nèi)的水位逐漸升高，浸沒到塑料管管口時(shí)，沒有空氣進(jìn)入密封的鐵桶，水龍頭停止出水；當(dāng)碗內(nèi)水位降低至塑料管管口以下，空氣從塑料管進(jìn)入鐵桶內(nèi)，水又流出來，使碗內(nèi)實(shí)際水位控制在管口位置。試分析其控制過程，完成下列問題：（1）該控制系統(tǒng)是開環(huán)控制系統(tǒng)還是閉環(huán)控制系統(tǒng)，分析工作原理？（2）請(qǐng)完成控制系統(tǒng)方框圖。鐵桶圓木塞鐵桶硬塑料管搪瓷碗水龍頭5cm閉環(huán)控制系統(tǒng)水龍頭實(shí)際水位 控制系統(tǒng)處理方法：1、分析控制系統(tǒng)的工作原理2、根椐方框圖找出相應(yīng)的量（控制器、執(zhí)行器、被控對(duì)象、檢測(cè)裝置）3、用簡(jiǎn)練的語言回答問題“析”“找”“答”高考猜點(diǎn)1：

6、開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程難點(diǎn)突破：開環(huán)與閉環(huán)比較隨著音樂起伏而變化的音樂噴泉是控制技術(shù)的一種具體應(yīng)用。其工作過程是由 “聲電轉(zhuǎn)換裝置”將起伏的音樂強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為隨之而變化的電信號(hào)，這種電信號(hào)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水泵轉(zhuǎn)動(dòng)。音樂聲信號(hào)強(qiáng)，水泵的轉(zhuǎn)速就快，噴頭的壓力就大，噴出的水柱就高。反之，噴出的水柱就低。請(qǐng)回答以下問題：1、是開環(huán)還是閉環(huán)？2、完成方框圖反思：可以從幾個(gè)方面來區(qū)別開環(huán)和閉環(huán)？聲音的強(qiáng)弱聲電轉(zhuǎn)換裝置和電機(jī)水泵噴頭水柱的高低根據(jù)開環(huán)電子控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的區(qū)別進(jìn)行分析、判斷，在你認(rèn)為正確的表格中打開環(huán)電子控制系統(tǒng)閉環(huán)電子控制系統(tǒng)電子表電取暖器空調(diào)程序控制洗衣機(jī)可調(diào)亮度的臺(tái)燈電冰箱開

7、環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的比較 開環(huán)控制系統(tǒng)輸入量到輸出量之間的信號(hào)是單向傳遞的，而閉環(huán)是循環(huán)的。 閉環(huán)控制系統(tǒng)的輸入量和輸出量之間有一個(gè)反饋環(huán)節(jié)能自動(dòng)調(diào)節(jié)，而開環(huán)沒有反饋不會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)。高考猜點(diǎn)2：控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案()（1）控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路實(shí)施控制系統(tǒng)所需的設(shè)備、元件等系統(tǒng)的成本分析控制系統(tǒng)的調(diào)試、運(yùn)行和評(píng)價(jià)控制系統(tǒng)的方案選擇分析被控對(duì)象的主要特征確定被控量、控制量分析主要的干擾因素控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)明確控制的目的、對(duì)象（2）控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般步驟設(shè)計(jì)分析：判斷開環(huán)還是閉環(huán)；分析被控對(duì)象、被控量、控制量、執(zhí)行器、控制器、檢測(cè)裝置、干擾因素等控制過程寫出方框圖。例：抽水馬桶水箱的自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)

8、計(jì)：A 設(shè)計(jì)分析：被控對(duì)象是抽水馬桶的水箱，被控量是抽水馬桶水箱水位的高度，控制量是進(jìn)水管的進(jìn)水量，執(zhí)行器是進(jìn)水閥門，控制器是杠桿裝置，檢測(cè)裝置是浮球，主要干擾因素是出水量。B 控制過程：撥動(dòng)沖水旋鈕，使出水閥打開，水箱沖水。與此同時(shí)，進(jìn)水閥打開，水箱進(jìn)水，直到指定水位時(shí)，進(jìn)水閥關(guān)閉。C 方框圖： 如果聲控?zé)舻母浇]有來人，而出現(xiàn)意外的聲響，如樓上或隔壁有人高聲說話或以動(dòng)作發(fā)出聲響，靈敏度高的聲控?zé)粢矔?huì)應(yīng)聲而亮。為避免這種情況你有什么好辦法？畫出聲控?zé)舻南到y(tǒng)框圖。如圖是聲控?zé)粝到y(tǒng)組成示意圖，根據(jù)你的理解和認(rèn)識(shí)回答下列問題：答案提示： 開環(huán)，關(guān)鍵詞：方便、節(jié)電 。 把傳感器的靈敏度調(diào)小一點(diǎn)。：

9、此系統(tǒng)是開環(huán)還是閉環(huán)，聲控?zé)舻膬?yōu)點(diǎn)有哪些？練習(xí)練習(xí)： 下面兩圖分別是瓦特蒸汽機(jī)的工作原理圖和蒸汽供給控制原理圖。在如下圖所示，套筒與閥門連在一起，當(dāng)蒸汽機(jī)的轉(zhuǎn)速較高時(shí)，飛球離心力增大，套筒向上移動(dòng)，閥門通孔截面積減少，蒸汽流速降低，蒸汽機(jī)汽缸內(nèi)壓力減少使其轉(zhuǎn)速下降。（1）蒸汽車的轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)屬于 （選填開環(huán)或閉環(huán)）控制系統(tǒng)。（2）請(qǐng)補(bǔ)充完整蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)速自動(dòng)控制系統(tǒng)方框圖。閉環(huán)給定量控制器執(zhí)行器()被控對(duì)象()輸出量()控制量()（）反饋設(shè)定轉(zhuǎn)速比較器（）閥門蒸汽流量汽缸蒸汽蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)速飛球檢測(cè)裝置 下面兩圖分別是瓦特蒸汽機(jī)的工作原理圖和蒸汽供給控制原理圖。在如下圖所示，套簡(jiǎn)與閥門連在一起，當(dāng)蒸汽機(jī)的轉(zhuǎn)速較高時(shí)，飛球離心力增大，套簡(jiǎn)向上移動(dòng)，閥門通孔截面積減少，蒸汽流速降低，蒸汽機(jī)汽缸內(nèi)壓力減少使其轉(zhuǎn)速下降。飛球、套筒及其支撐部分 謝 謝！設(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)，是選擇開環(huán)控制還是閉環(huán)控制，應(yīng)根據(jù)對(duì)控制精度的要求以及條件的可行性而定。在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，被控對(duì)象的特性往往難以直接得到，通常是通過了解被控對(duì)象的輸入與輸出之間的關(guān)系來分析它的基本特性，從而確定控制器的運(yùn)算方式(暗箱方法)。一個(gè)控制系統(tǒng)中可能存在若干個(gè)干擾因素，需要分析主次，找出對(duì)系統(tǒng)影響最大的干擾因素。被控量與控制量的確定