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2024通用信息技術學業水平考試專題練
優化集訓11　控制及其設計
課時2
1.(2023浙江9+1聯盟高二期中考試)如圖所示的汽車發動機智能啟停系統,它與車身控制模塊(BCM)、空調系統(HVAC)、發動機管理單元(EMS)等協調工作。該控制系統由蓄電池、啟動電機、發電機、離合傳感器、空擋傳感器、啟停開關等組成,其工作原理是:在停車狀態下,駕駛員踩下制動踏板,智能啟停系統控制單元(ECU)自動檢測到發動機空轉且沒有掛擋;車輪轉速傳感器顯示為零;電池傳感器檢測有足夠的電量進行下一次啟動,滿足這三個條件后,發動機自動停止。在啟動階段,駕駛員松開制動踏板,就可以快速地啟動發動機。關于該汽車發動機智能啟停系統的說法,不正確的是(　　)
A.被控對象是發動機
B.空調系統(HVAC)耗電過量,發動機不會自動停止
C.控制器是控制單元(ECU)
D.該系統應采用閉環控制方式,以提高控制的穩定性
2.(2023浙江臨新兩地聯考)可變槳距恒定功率風力發電控制系統如圖所示。當功率傳感器檢測到發電功率高于設定值時,變漿控制器控制調速裝置改變槳距角β,使風輪轉速減慢,降低發電機的發電功率,反之則反向改變漿距角β使風輪轉速加快,提高發電功率,使發電機的發電功率保持在設定值附近。下列關于該恒定功率發電控制系統的分析不正確的是(　　)
A.該系統為閉環控制系統
B.系統的被控對象是發電機
C.被控量是實際發電功率
D.系統只需功率傳感器即可完成反饋過程
3.(2023浙江溫州三模)小明想設計一個噴泉噴水控制系統,下列關于噴泉噴水控制系統的分析合理的是 (　　)
A.在噴頭附近安裝傳感器,有聲音響起時開始噴水,聲音結束時停止噴水
B.可以用水泵控制開關,控制水的流量和噴泉的高度,所以水泵為控制器
C.噴頭的形狀和旋轉方向控制噴泉的噴水形態,所以噴頭是執行器
D.增加燈光控制系統,實現燈的閃爍和顏色變化,提高噴泉的觀賞效果
4.(2023浙江湖麗衢三地聯考)如圖所示的雞蛋分揀系統,包含托盤輸送子系統、圖像分析子系統和機械臂分揀子系統,其工作過程為:傳感器1檢測到托盤時,傳送帶1暫停,PLC控制相機拍攝雞蛋透光圖像并傳送至計算機,計算機運行圖像識別算法識別出裂殼蛋,并發送其在托盤中的孔位信息給PLC,傳送帶恢復運行;當存在裂殼蛋的托盤被傳感器2檢測到時,傳送帶2暫停,PLC根據孔位信息控制機械臂將裂殼蛋依次揀至收集盒。下列關于機械臂分揀子系統的分析不合理的是(　　)
A.輸入量是裂殼蛋的孔位信息
B.傳感器2松動偏移是干擾因素
C.控制器是計算機
D.控制方式是開環控制
5.(2023浙江紹興模擬)如圖所示的貨箱封裝檢測分揀系統(圖a為系統示意圖,圖b為系統框圖模型),包含貨箱傳輸子系統、封裝子系統和分揀子系統。其工作過程為:待封貨箱等間距整齊排列在傳送帶Ⅰ上,當位置檢測器檢測到貨箱時,傳送帶Ⅰ暫停;工控機控制機械手對貨箱進行封裝;封裝檢測器檢測貨箱是否封裝完好并將檢測信息傳遞至工控機,若貨箱未封裝好,則工控機控制推動桿將未封裝好的貨箱推至傳送帶Ⅱ上,若貨箱封裝完好,則推動桿不推動貨箱。下列關于分揀子系統的分析合理的是 (　　)
圖a
圖b
A.輸入量為位置檢測器傳遞給工控機的信號
B.分揀速度是分揀子系統的被控量
C.分揀子系統采用的是開環控制方式
D.貨箱是否封裝好屬于分揀子系統的干擾因素
6.(2023浙江臺州二模)如圖所示的電容檢測切斷系統,包含電容傳送子系統、電容檢測子系統和電容切斷子系統,其工作過程為:上一道工序完成的一組6個電容通過傳送帶傳送到探針位置時,傳送帶暫停;探針下降檢測,檢測數據傳送到工控機;傳送帶繼續運行,當電容傳送到切刀位置時,傳送帶暫停,工控機根據檢測數據判斷不合格電容的位置,控制相應位置的切刀下降,切斷不合格電容,合格電容繼續傳送到下一道工序。下列關于電容切斷子系統的分析合理的是(　　)
A.探針的升降是該子系統的輸入量
B.切刀卡住是該子系統的干擾因素
C.合格的電容是該子系統的輸出量
D.電容切斷子系統采用了閉環控制方式
7.下列兩圖分別是瓦特蒸汽機的結構示意圖和轉速自動控制系統原理圖。如圖所示,套筒與閥門連在一起,當由于某種外界原因(如蒸汽機的負載減小)導致蒸汽機的轉速加快時,飛球離心力增大,套筒向上移動,閥門通孔截面積減少,蒸汽流速降低,蒸汽機汽缸內壓力減少,最后使其轉速下降。
(1)請補充完整蒸汽機轉速自動控制系統方框圖。
(2)在蒸汽機的轉速控制過程中,當被控量發生變化時,執行器的狀態　　　　(選填“會”或“不會”)發生變化;除了設定轉速的變化引起被控量變化以外,其他能引起被控量變化的一切因素統稱為　　　　　　。
8.板材軋制厚度控制系統如圖所示。工作時測厚儀對板材實際軋出的厚度進行實時檢測,并根據實測值與給定值相比較后的偏差信號,通過厚度自動控制裝置,給傳動機構下達指令,改變軋輥的位置、張力或軋制速度,把板材厚度控制在允許偏差范圍之內。請根據示意圖及描述,完成以下任務:
(1)該系統的控制方式屬于　　　　(在“A.閉環控制;B.開環控制”中選擇合適的選項,將序號填入“　　　　”處)。
(2)系統設計時,需要對軋輥位置、張力大小或軋制速度進行計算并反復調試,體現了系統分析的　　　　(在“A.整體性原則;B.科學性原則;C.綜合性原則”中選擇合適的選項,將序號填入“　　　　”處)。
(3)下列不屬于該控制系統干擾因素的是　　　　(在“A.板材厚度設定值改變;B.軋輥的磨損;C.測厚儀精度降低”中選擇合適的選項,將序號填入“　　　　”處)。
(4)L的長度對控制系統的影響分析合理的是　　　(在“A.增大L,信號傳輸時間變長;B.增大L,厚度偏差檢測滯后;C.L變化對控制沒有影響”中選擇合適的選項,將序號填入“　　　”處)。
(5)已知軋輥為標準的圓柱體,軋輥一端需要連接傳動齒輪,軋輥頭部的設計方案最合理的是　　　。
9.某公司開發的一款即熱式飲水機的結構原理示意圖如圖所示,用戶可以預先設定出水量,按下出水按鈕后,控制模塊控制水泵工作,向加熱器不斷地注入冷水,同時控制模塊接通加熱器的加熱電源,冷水流過加熱器的同時就被加熱了,通過管道流出的就是熱水,當出水量達到預設值時自動停止。請分析該控制系統回答以下各小題。
(1)該即熱型飲水機的出水控制系統的控制手段和控制方式分別是　　　、　　　(在“A.人工控制;B.自動控制;C.開環控制;D.閉環控制”中選擇合適的選項,填入“　　　”中)。
(2)下列因素是該即熱型飲水機的出水控制系統的干擾因素的是　　　(在“A.冷水的溫度;B.加熱器的功率;C.控制模塊的控制精度”中選擇合適的選項,填入“　　　”中)。
(3)該即熱式飲水機投入市場后,獲得了較好的反應。為了更好地改進產品,該公司進行了大量的市場調研,發現很多用戶除了需要100 ℃開水,還需要50 ℃溫水泡奶粉,70 ℃熱水泡蜂蜜,90 ℃熱水泡紅茶等。于是公司對研發部門提出了新的設計要求,該公司發現問題的途徑是　　　　　(在“A.觀察日常生活;B.收集和分析信息;C.技術研究與技術試驗”中選擇合適的選項,填入“　　　”中)。
(4)針對上述問題,研發小組提出了通過改變加熱器中冷水流速的方法實現溫度控制的設計方案,如果出水溫度較低,則水泵的閥門開小一點,反之則開大一點,以實現對出水溫度的自動控制。在設計該溫度控制系統時,應選用的傳感器為　　　　(在“A.溫度傳感器;B.流速傳感器;C.力敏傳感器”中選擇合適的選項,填入“　　　”中),該傳感器放的位置應為　　　(在“A.冷水出水口;B.水泵出水口;C.熱水出水口”中選擇合適的選項,填入“　　　”中)。
課時2
1.D　空調系統用電會對整個電路的電壓產生影響;系統沒有對系統的輸出量進行檢測,是開環控制系統。
2.D　該恒定功率發電控制系統方框圖如下圖所示,系統完成反饋過程需要功率傳感器和比較器。
3.D　由聲音信號控制噴水狀態易受干擾(如水流的聲音),A錯誤;水泵為執行器,噴頭為被控對象,B、C錯誤。
4.C　機械臂分揀子系統工作時,PLC根據孔位信息控制機械臂將裂殼蛋依次揀至收集盒,是開環控制系統,裂殼蛋的孔位信息是輸入量,PLC是控制器,機械臂是執行器。傳感器2松動偏移會造成存在裂殼蛋的托盤位置偏移,進而導致裂殼蛋的孔位偏移,裂殼蛋不會被揀出,因此是干擾因素。選C。
5.C　注意這里有兩個控制系統。分揀子系統的輸入量是封裝是否完好,控制器是工控機,執行器是推動桿,被控量是不推或將貨箱推到傳送帶2上,所以這是開環。貨箱是否封裝好是輸入量本身的變化。C正確。
6.B　輸入量是不合格電容的位置,控制器是工控機,執行器是切刀,被控對象是不合格電容,輸出量是不合格電容被切斷,為開環控制。B正確。
7.答案 (1)執行器:閥門　控制對象:蒸汽機汽缸(或汽缸、蒸汽機)　被控量:蒸汽機轉速　飛球:檢測裝置
(2)會　干擾因素
8.答案 (1)A　(2)B　(3)A　(4)B　(5)C
9.答案 (1)B　C　(2)C　(3)B　(4)A　C
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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