資源簡介

系統與控制 專題版
地址 山東省昌樂第一中學 郵編262400 姓名 王愛軍 手機 13562640112 QQ 47396987
考情報告：
“系統與控制”所涉及到的內容非常貼近我們的生活，歷年的基本能力高考試題中都有所涉獵，出題方式靈活多樣，多與其他學科知識相整合。主要考查知識應用于生活，解決生活中的具體問題的能力。所以應該加強對這部分知識進行理解與應用方面的訓練。2011年山東高考基本能力試題在21題、41題和47題中進行了的考查。這三道題賦值4分。就近兩年的分值和難度來說與往年高考相比則有所上升。這充分說明了系統與設計在整個通用技術學科中作為高考的重點難點和?？键c的重要地位。
時間
題號
題型
分值
相關內容
考查能力
2009
27
選擇
1
考查學生對系統、控制等概念的理解和認識
①考查學生對系統與控制的基本概念的靈活掌握和深入理解。
②考查學生把所學知識融入生活，解決生活實際問題的能力。
③考查學生應用所學知識對具體問題的分析判斷的能力。
2010
33
選擇
2
考查學生對系統基本特性的理解和認識
48（1）
選擇
1
考查學生對系統及控制分類的理解和認識
57(2)
填空
1
考查學生對控制系統的組成的理解和認識
2011
21
選擇
1
考查學生對復雜系統的理解和認識
41
選擇
1
考查學生對控制系統的組成的理解和認識
47（1）（2）
選擇
2
考查學生對影響控制系統的干擾因素的理解和認識以及克服干擾方法的掌握
知識網絡

高頻考點剖析
重點透視一 系統的判斷與基本特性
【狀元筆記】
系統有大有小，有簡單有復雜。對大的系統可以層層分解為若干個小的子系統。
系統的基本特性包括：整體性、目的性、相關性、動態性、環境適應性和層次性
例1：（山東高考基本能力·2011·21）高速公路電子收費系統（ETC）涉及了無線電通信、計算機、自動控制等多個知識領域。車輛在高速路出口駛入ETC車道時，系統對車輛身份進行識別，并從車輛IC卡中扣除相應通行費后，電動欄桿自動抬起，車輛即可通行。下列說法不正確的是
A.該系統體現了技術的綜合性 B該系統收費過程沒有利用數據庫技術
C該系統收費使用“電子貨幣” D電動欄桿控制系統為ETC的子系統
答案：B 分析題意，該電子收費系統采用計算機等設備自動扣除車輛相應通行費用，故可判斷一定采用了計算機數據庫技術；而眾多先進技術的應用則體現了技術的綜合性；以IC卡結算相關費用，應用的是“電子貨幣”；電動欄桿系統是組成ETC系統的一部分，故屬于該系統的子系統。
重點透視二 系統與控制的基本認識與理解
【狀元筆記】
控制就是人們按照自己的意愿或目的，通過一定的手段和方法使事物沿著某一確定的方向發展。控制技術在生產生活中的應用比比皆是。
對于一個控制系統必須要明確三個問題：控制對象、控制目的和控制手段。
例2 ：山東高考基本能力·2009·27成語和俗語是千百年來人們生活智慧的結晶,其中不少蘊含著有關技術與設計的道理.下列與設計過程中的“結構”“流程”“系統”和“控制”依次對應的是
①見風使舵 ②銅墻鐵壁 ③磨刀不誤砍柴工 ④牽一發而動全身
A. ②③①④ B.②③④① C. ③②①④ D.③②④①
答案：B 本題考查學生對基本概念的理解。見風使舵，根據風向調整船舵來控制船行駛方向，故對應“控制”；鐵墻鐵壁，形容防御十分堅固與強度有關，故對應“結構”；磨刀不誤砍柴工，形容做事前應合理籌劃，故對應“流程”；牽一發而動全身，形容局部影響整體，故對應“系統”。
重點透視三 控制系統的判斷
【狀元筆記】
一個控制系統一般由輸入量、輸出量、控制器、執行器、被控對象和控制量組成。期中，閉環控制系統又比開環控制系統多了個起反饋作用的檢測裝置。
控制系統按有無人員直接干預控制過程，分為人工（手動）控制系統和自動控制系統。
按控制輸出是否影響輸入即系統輸出和輸入之間有無反饋，分為開環控制和閉環控制。
例3： 山東高考基本能力·2010·48（1）普通高壓鍋使用過程中，當鍋內壓力達到一定值時，壓力閥會浮起并放氣，使鍋內壓力維持在預定值水平。該壓力控制系統是
①人工系統 ②自然系統 ③人工（手動）控制 ④自動控制
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
答案：A 本題重點考查系統和控制的分類。系統按組成元素性質分為人工系統和自然系統。壓力鍋是人工制作屬于人造系統。根據鍋內壓力大小，壓力閥會自動浮起釋放壓力而不需人員直接干預，可以判斷該控制屬于自動控制。
重點透視四 控制系統中的干擾
【狀元筆記】
控制目的的精準實現，就是要避免變化不定的因素對系統的行為造成的不利影響。這種有害的因素我們稱其為干擾因素。
例4：山東高考基本能力·2011·47人們在生活中享受美妙的音樂，但有時也會受到噪聲的干擾。
(1)長時間處于噪聲環境會對人的身心健康造成不良影響。下列說法正確的是
A．植樹造林不能降低環境噪音 B．噪聲是人體控制系統的干擾因素
C．不同工作環境的噪音標準相同 D．音樂聲不會成為噪音
(2)選擇合適的材料并對門窗的結構進行改造．可以提高門窗隔音教果：下列方案不能有
效阻隔噪聲的是
A．將單層玻璃窗改為雙層中空玻璃窗 B．在雙層門板填充輕質多孔材料
C．在門扳與門框的接觸面加裝密封條 D．在單層普通商玻璃上貼反光膜
答案：（1）B (2) D （1）本題考查學生對噪聲的認識以及噪聲干擾對于人體系統的影響。噪聲的物理學定義是指發生體做無規則振動時發出的聲音。噪聲會影響到人欣賞音樂的質量這一點顯而易見。A，樹木花草會吸收環境噪聲減少噪音；C，噪音以分貝為單位，不同環境其標準是不一樣的。如白天和夜間的噪音標準值就有明顯差別；D，噪音的生理學定義是：凡是妨礙人們正常休息、學習和工作的聲音，以及對人們要聽的聲音產生干擾的聲音。故D也是錯誤的。
（2）考查學生對克服干擾方法的掌握。A、B、C選項都屬于提高控制系統抗干擾性能的方法。D的做法并不能有效阻隔噪聲。
易混寶典
【易混點一】能否構成系統的判斷
構成系統有三個條件：一、必須是由兩個或兩個以上要素組成；二、各要素之間相互關聯共同構成一個整體；三、系統的功能是單個要素在獨立狀態下不具備的。
例5． 以下事物不可以看作是一個系統的是：( )
A、生態公園 B、唐三彩 C、一支粉筆 D、一部電影
答案：C此題考查學生對系統基本概念的理解。并由此判斷某一事物是否屬于系統。選項C，不能滿足以上構成系統的三個條件，故不屬于系統。
【易錯警示】唐三彩是唐代燒制的彩色釉陶，以黃、白、綠為基本釉色，組成復雜屬于系統。
【備考策略】遇到類似問題不要想當然，要嚴格按照構成系統的三個條件，逐一對號入座。
【易混點二】人工（手動）控制與自動控制的判斷
控制系統必須在人的直接干預下才能完成控制任務。這種控制系統，我們稱之為手動（人工）控制系統。
控制系統的控制過程中不需要人的干預，就可以按期望規律或預定程序進行的控制系統稱之為自動控制系統。
例6．學校打鈴系統一般由電腦控制，其控制系統為（ ）
A．機械控制、人工控制 B．電子控制、人工控制
C．機械控制、自動控制 D．電子控制、自動控制
答案：D 此題考查控制系統分類。電腦控制打鈴,不需人直接干預，可判斷屬于自動電子控制
【易錯警示】雖然打鈴時間是人為設定但整個打鈴控制過程是電腦自動完成的。要特別注意：自動控制同樣少不了人的參與（不是干預），如接通電源、設定打鈴時間等。
【備考策略】判斷人工控制和自動控制關鍵是看控制是否需要在人的直接干預下才能完成。
【易混點三】開環控制與閉環控制的區別
開環控制系統中的輸出量不對系統的控制產生任何影響。相對于閉環控制系統要簡單的多。
閉環控制系統中的輸出量對系統的控制作用有直接影響。系統中必須有檢測和反饋環節。
例7現在市場上有一種利用紅外線感應，采用機電結合的方式來控制自動沖水的紅外線感應馬桶自動沖水裝置。請判斷該控制系統屬于（ ）
A．開環控制 B．閉環控制
C．人工與自動相結合 D．沖水水龍頭的開啟是開環控制，關閉是閉環控制
答案：A 當人進入開關感應范圍時，專用傳感器探測到人體紅外光譜的變化，開關自動接通電機，開啟沖水閥，完成自動沖水控制。輸入人體紅外光譜對應輸出馬桶沖水，無反饋屬開環控制。
【易錯警示】該控制系統是自動控制，很多同學誤認為自動控制就是閉環控制。而不從其根本點輸入與輸出的關系上來判斷。往往容易出錯。
【備考策略】開閉環控制系統的判斷依據就是看輸出是否影響輸入。閉環控制系統中一定有檢測裝置或傳感器，并且對控制系統的輸出量進行檢測進而影響到輸入量。
系統與控制 訓練版
地址 山東省昌樂第一中學 姓名 王愛軍
基礎演練：
一、系統是普遍存在的，在宇宙間，從基本粒子到河外星系，從人類社會到人的思維，從無機界到有機界，從自然科學到社會科學，系統無所不在?？梢赃@樣說，人們不能脫離系統而存在。
1. 人常說“十個聾子九個啞”。 當一個人聽不到自己的發音，就無法判斷說話的效果，也就無法用語言來表達自己的愿望了。 生理學上將這種聾與啞的關系叫作語言的反饋。那么，此現象著重體現了系統的哪一個基本特性？（ ）
A 整體性 B相關性 C目的性 D環境適應性
2.“一支竹篙耶,難渡汪洋海； 眾人劃槳喲,開動大帆船。 一棵小樹耶，弱不禁風雨； 百里森林喲,并肩耐歲寒?！眲钪靖枨侗娙藙潣_大船》所用的勞動號子風格流暢有力，朗朗上口被人們廣為傳唱。期中所體現的系統最基本的特性是（ ）
A 整體性 B 相關性 C 動態性 D 層次性
3.人類對系統的認識可以追溯到古代。人們早就在哲學、科學、軍事、工程、天文歷法等領域中，廣泛進行系統的實踐和系統的思維。古代樸素的系統思想強調對自然界整體性、統一性的認識。以下事例中哪個是系統思想的杰出運用。（ ）
A 西門豹治鄴 B 李冰父子治水 C 治大國者若烹小鮮 D勞力者治于人
4.關于對系統的認識以下說法錯誤的是（ ）
A 子系統就是一個復雜系統的最小元素，不可再分
B從不同角度系統可被劃分為不同類型。如鋼筆既是人造系統又屬于實體系統。
C系統的優化就是在給定條件下，通過一定的手段和方法，使系統獲得最佳功能或效益的過程
D系統設計應綜合考慮系統各個元素和子系統之間的聯系，合理解決它們之間的矛盾沖突
二、人們為了實現自己的美好意愿，往往采取各種手段和方法使事物按著自己期望的方向發展。這就形成了控制。
5.據國外媒體報道，美國空軍正在研制微型偵察飛機，他們的目標是實現微型化，外形好似鳥類和昆蟲。早在兩年前，研究人員就研制出電子甲蟲，可通過筆記本電腦進行無線導航。借助于植入裝置，他們能夠刺激甲蟲大腦操控翅膀，進而控制甲蟲的起落和飛行。該電子甲蟲控制系統屬于（ ）
A 人工控制 開環控制 B 人工控制 閉環控制
C 自動控制 開環控制 D 自動控制 閉環控制
6. 標準化考場應達到一定的要求，如每個考生所占用的面積，有關的通風、溫度要求，有關播音、音頻、視頻、燈光、桌椅高低及面積等，這就能給每個考生提供大致相同的考試環境，帶有公平性和規范性。考場內視頻監控系統能夠對考試全過程實施全方位監控和即時錄像，能有效地防范考生作弊行為的發生。對于監控攝像系統，下列環境因素中屬于干擾因素的是（ ）
A.噪聲 B.溫度 C.風向 D.灰塵
7. 2011年7月1日，英國倫敦出現首個黃金自動售貨機。該售貨機是臺機電一體的自動化裝置，在接受到貨幣已輸入的前提下，靠觸摸控制按扭輸入信號使控制器啟動相關位置的機械裝置完成規定動作，將黃金輸出。要理解自動售貨機的控制現象不包括（ ）
A 控制對象 B 控制目的 C 控制干擾 D控制手段
8. 北京時間7月9日凌晨《雅虎體育》報道，姚明已經知會聯盟辦公室以及NBA中國，正式宣布了自己退役的決定。姚明退役對NBA將是一巨大損失。假如把賽場上的姚明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
9. 現在常用的聲光控延時開關可以有效的控制樓道里燈的開啟，傳感器接收聲音信號，經控制電路處理后驅動開關接通或關閉燈泡。該系統的控制對象是燈泡，控制量是（ ） A、燈泡的發光? B、聲音的大小?? C、開關的通與斷?? D、電源電壓的高和低
10.關于對控制的認識，以下說法錯誤的是（ ）
A 控制系統中有檢測不一定形成反饋，產生反饋則必然有檢測
B 輸入量也可以稱作給定量，輸出量也可以稱作被控量
C 所有的干擾因素都會對控制系統產生不利影響
D 人工控制都是開環控制，自動控制都是閉環控制
三、系統的思想廣泛應用于生產生活中的方方面面。掌握系統的知識對我們今后的生活、工作學習將大有益處
雨果在《悲慘世界》中寫道，下水道是“城市的良心”。2011年6月23日北京暴雨導致城市內澇。路面積水深逾半米，幾乎快淹沒小型汽車的輪胎，行人不得不將褲腿卷到膝蓋處趟水而行。網友調侃“今年夏天最浪漫的事，就是帶你到北京去看海~”城市排水系統直接考驗著市政規劃部門和管理者的執行能力。
11. 請用系統的觀點分析造成此現象的原因
12.這次由暴雨形成的北京城內澇，給我們市政管理部門今后做排水系統工程的工作帶來什么有益的啟示？
13. 城市排水系統由城市的雨水、生活污水、工業生產排出的廢水等通過專門砌筑的溝管、泵站、污水處理廠等排放處理的設施及構筑物組成。請分析此排水系統具有哪些基本特性？
四、控制的應用自古就有，并在近代得到迅速發展，在社會生產生活的各個領域都有極其廣泛的應用
對于暴雨形成的路面低洼處積水，可以采用水泵抽水排入地下管網來控制路面水位，給行人及車輛的出行提供方便。如圖是新型離心泵。工作原理是：水泵在工作前，泵體和進水管必須罐滿水行成真空狀態，當葉輪快速轉動時，葉片促使水很快旋轉，旋轉著的水在離心力的作用下從葉輪中飛去，泵內的水被拋出后，葉輪的中心部分形成真空區域。水在大氣壓力(或水壓)的作用下通過管網壓到了進水管內。這樣循環不已，就可以實現連續抽水排水。
14.水泵抽水控制系統中的控制對象是 控制目的是 和控制手段是 ？
15. 從控制過程中人工情形來分，該系統屬于 （填人工控制或是自動控制）
16.從控制方式來分，該控制系統屬于 （填開環控制系統或是閉環控制系統）

拓展探究：
五、"舊時王謝堂前燕，飛入尋常百姓家"。隨著科技的創新、人們生活水平的不斷提高，汽車業已成為了普通市民的代步工具。
如圖所示為汽車定速退航控制系統示意圖。當汽車達到需要的速度時，駕駛員打開定速巡航開關，設定行駛速度。速度傳感器檢測汽車行駛速度，并將速度信號傳輸給速度控制器，速度控制器將汽車行駛速度與速度設定值進行比較，根據比較的偏差值自動增減節氣門的開度，調節供油量，使汽車保持定速行駛。
17.根據示意圖及其描述，在控制系統方框圖中“ ▲ ”處填寫相應的內容
18.控制系統方框圖中將④通過⑤返回到輸入端與速度設定值進行比較的過程稱為 ▲ 。
19.已知汽車車速過快或過慢都會格外耗油。兩者之間有個最適當的速度，即所謂的巡航速度（又叫經濟速度）最省油。怎樣用系統的目的性去解釋期中的道理？
20.汽車行駛過程中，影響速度控制的干擾因素包括哪幾方面？
系統與控制 訓練版 參考答案
1.B 解析：人體系統中，說話和聽力兩種功能相互影響。故重點體現系統相關性。 2.A
3.B解析：李冰父子治水指都江堰水利工程，是古代應用系統分析方法的典范。 4.A
5.D解析：衛星偵察飛機電子甲蟲屬自動控制系統中的閉環控制 6.D 7.C
8.D 解析：打籃球控制系統中籃球是被控對象，而被控量則是投出籃球的實際位置
9.C 解析：控制量是指能對被控對象產生作用，從而使被控量發生變化。開關的通斷直接影響到被控量燈的亮滅。
10.D解析：人工控制和自動控制，開環控制好閉環控制只是控制的不同分類。不具備關聯性。紅外線感應水龍頭出水是自動控制但屬于開環控制系統。
11. （2分）答案 原因：城市排水是個系統工程，排水不暢造成城市內澇是因為該系統不能很好的適應暴雨環境；各子系統或要素之間相互配合不科學；系統的整體排水功能沒能有效的發揮出來
12. （2分）答案啟示：應用系統分析的方法，遵循整體性、科學性和綜合性原則。對城市排水工程的規劃設計運用科學的方法對系統加以周詳的考察、分析、比較、試驗，并在此基礎上擬訂一套有效的處理步驟和程序。
13. （3分）答案任何系統必然具備系統所特有的基本特性：整體性、相關性、目的性、環境適應性、動態性和層次性。
14. （3分）答案路面積水 抽水降低水位 通過水泵抽水
15. （1分）答案人工控制系統
16. （1分）答案開環控制系統
17. （5分）答案速度控制器 節氣門 汽車 汽車行駛速度 速度傳感器 解析：首先該控制系統屬于閉環控制系統。根據閉環控制系統方框圖組成判斷①，②，③，④，⑤分別對應著組成該控制系統的控制器、執行器、控制對象、輸出量和檢測裝置（反饋）根據題意分析控制過程可以判斷出充當以上各量所對應的裝置分別是速度控制器、節氣門、汽車、汽車行駛速度和速度傳感器
18. （2分）答案反饋 解析：輸出量信號返回到輸入端通過比較器和給定值加以比較稱之為 反饋
19.（3分）答案 解析：系統都是以實現某種功能為目的的，系統的目的一般通過更具體的目標來實現，系統的多個目標有時不完全一致，甚至互相矛盾，這就需要協調，尋求平衡或折中的辦法，從而收到整體最佳的效果。
20. （3分）答案 解析：干擾因素包括人為因素和環境因素。人為因素比如，駕駛員個人開車習慣或駕駛水平等。環境因素比如，路況或天氣氣候等。

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