資源簡介

第四單元　控制與設(shè)計(jì)測試卷
一、選擇題
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.如圖所示為一款具有保溫功能的電水壺，按下保溫按鈕，能將水溫保持在設(shè)定值，該保溫控制系統(tǒng)的控制目的和控制的對象(　　)
A.電水壺中的水溫、保溫按鈕
B.電水壺中的水溫、電水壺中的水
C.加熱盤的溫度、電源指示燈
D.加熱盤的溫度，保溫按鈕
解析　該控制系統(tǒng)的控制目的是控制水溫在某一個(gè)設(shè)定值；被控對象是壺中的水。故答案是B。
答案　B
2.學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的二氧化碳濃度控制系統(tǒng)，當(dāng)室內(nèi)二氧化碳濃度超過設(shè)定值，控制電路開啟排風(fēng)扇；當(dāng)室內(nèi)二氧化碳濃度低于設(shè)定值，則自動(dòng)關(guān)閉排風(fēng)扇。關(guān)于該控制系統(tǒng)，以下說法不正確的是(　　)
A.輸出量是實(shí)際二氧化碳濃度
B.被控對象是排風(fēng)扇
C.控制器是控制電路
D.反饋裝置是二氧化碳濃度探測器
解析　該系統(tǒng)是二氧化碳濃度控制系統(tǒng)，被控量是二氧化碳濃度，是閉環(huán)控制，排風(fēng)扇是執(zhí)行器，被控對象是實(shí)驗(yàn)室中的空氣。故答案選B。
答案　B
3.如圖所示是一款智能卡門鎖，采用IC卡作為開鎖的鑰匙，智能門鎖能根據(jù)授權(quán)名單識(shí)別刷卡人員卡信息，它包含了IC卡技術(shù)、精密制造技術(shù)及機(jī)電一體化技術(shù)，是現(xiàn)代智能化門鎖的典范。當(dāng)將經(jīng)授權(quán)IC卡放在門鎖的讀卡區(qū)時(shí)，綠色LED燈亮并解鎖；若將未授權(quán)IC卡放在門鎖的讀卡區(qū)時(shí)，門鎖內(nèi)部的紅色LED燈將閃亮并伴有“嘀”響聲。根據(jù)描述，關(guān)于該智能卡門鎖的聲光報(bào)警系統(tǒng)，以下說法中正確的是(　　)
A.該控制系統(tǒng)屬于人工控制
B.該控制系統(tǒng)的被控對象是門鎖
C.該控制系統(tǒng)的輸出量是聲光信號
D.該控制系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng)
解析　該聲光報(bào)警系統(tǒng)是開環(huán)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)控制的量是聲、光。被控對象是LED燈和蜂鳴器。能否開啟門依靠的是授權(quán)的相關(guān)信息主要屬于自動(dòng)控制。故答案是C。
答案　C
如圖所示是空氣能熱水器，具有自動(dòng)控制水溫的功能。其工作原理是：熱水器控制芯片接收到溫度傳感器檢測的水箱水溫信息，與設(shè)定值比較，如未達(dá)到設(shè)定值，則啟動(dòng)壓縮機(jī)，通過壓縮空氣熱量加熱水溫。如果達(dá)到設(shè)定值時(shí)，則關(guān)閉壓縮機(jī)。請完成4～5題。
4.該空氣能熱水器的溫度控制系統(tǒng)的控制方式與控制手段是(　　)
A.自動(dòng)控制、閉環(huán)控制
B.自動(dòng)控制、開環(huán)控制
C.人工控制、閉環(huán)控制
D.人工控制、開環(huán)控制
解析　該系統(tǒng)的控制過程無人參與，且有反饋是自動(dòng)控制，閉環(huán)控制。故答案是A。
答案　A
5.關(guān)于該空氣能熱水器的溫度控制系統(tǒng)，下列說法不正確的是(　　)
A.執(zhí)行器是壓縮機(jī)
B.控制器是控制芯片
C.輸入量是設(shè)定水溫
D.控制量是水箱水溫
解析　系統(tǒng)的控制量是執(zhí)行器的輸出量即壓縮機(jī)的輸出量，而水箱水溫是系統(tǒng)控制的量是輸出量。故答案選D。
答案　D
6.如圖所示是改造后西湖音樂噴泉的瞬間照片。音樂噴泉原理是將音頻信號轉(zhuǎn)換成電信號，電信號通過變頻器控制水泵使水泵的壓力隨音樂的節(jié)奏的變化而變化，從而控制水柱高低。關(guān)于該音樂噴泉控制系統(tǒng)，以下說法正確的是(　　)
A.執(zhí)行器是變頻器 B.控制器是水泵
C.輸入量是音頻信號 D.被控對象是水柱的高低
解析　該系統(tǒng)的控制器是變頻器，執(zhí)行器是水泵，被控對象是水柱，音頻信號是控制系統(tǒng)的給定量即輸入量。故答案是C。
答案　C
7.如圖所示是杭州綠色建筑科技館，集成了先進(jìn)的建筑節(jié)能技術(shù)系統(tǒng)，館中的窗戶可以自動(dòng)開關(guān)，當(dāng)館內(nèi)二氧化碳濃度超過設(shè)定值。控制電路控制液壓裝置開啟窗戶；當(dāng)館內(nèi)二氧化碳低于設(shè)定值，則自動(dòng)關(guān)閉窗戶。下列關(guān)于窗戶的開關(guān)控制系統(tǒng)的說法不正確的是(　　)
A.窗戶自動(dòng)開關(guān)系統(tǒng)屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)
B.窗戶自動(dòng)開關(guān)系統(tǒng)的輸入量是濃度傳感器，采集到的室內(nèi)二氧化碳濃度
C.窗戶自動(dòng)開關(guān)系統(tǒng)的控制部分是控制電路，分析比較輸入信號，并做出開啟窗戶的指令
D.窗戶自動(dòng)開關(guān)系統(tǒng)的執(zhí)行器是液壓裝置
解析　該控制系統(tǒng)輸出量是窗戶的開啟和關(guān)閉。且無反饋是開環(huán)控制，控制器是控制電路，執(zhí)行器是液壓裝置。故答案是A。
答案　A
8.如圖所示是一簡易自動(dòng)升旗控制裝置，采用電子定時(shí)器和調(diào)速電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)升旗。在國歌播放的同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)滑輪運(yùn)動(dòng)，使國旗均勻上升。當(dāng)定時(shí)器計(jì)時(shí)停止時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)國旗正好升至旗桿頂部，下列關(guān)于該系統(tǒng)的說法中不正確的是(　　)
A.該控制系統(tǒng)的控制方式屬于開環(huán)控制
B.該控制系統(tǒng)的控制量、輸出量分別是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)、升旗速度
C.為了使國歌播放停止時(shí)國旗正好升至桿頂，要測量旗桿長度和國歌播放時(shí)間來計(jì)算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。這體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的科學(xué)性原則
D.自動(dòng)升旗時(shí)會(huì)受到各種干擾，定時(shí)器設(shè)定時(shí)間是干擾因素
解析　定時(shí)器設(shè)定時(shí)間是輸入量，根據(jù)干擾的定義，D選項(xiàng)是不正確的。故答案選D。
答案　D
9.如圖所示是一款人臉自動(dòng)識(shí)別簽到系統(tǒng)，當(dāng)人臉靠近一定距離時(shí)，攝像頭上方的紅外線感應(yīng)器將偵測到的信號輸入電路模塊，電路模塊控制攝像頭拍照。當(dāng)拍照完成后，簽到系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。下列對該控制系統(tǒng)的分析中正確的是(　　)
A.該控制系統(tǒng)中存在比較和反饋的過程
B.輸入量是人的紅外線信號
C.被控對象是人臉
D.控制器是攝像頭
解析　該控制系統(tǒng)無反饋是開環(huán)控制，控制器是電路模塊，紅外線信號是系統(tǒng)的給定量是輸入量。故答案選B。
答案　B
10.(2015·9浙江高考)如圖所示是一款自動(dòng)伸縮式遮陽篷的示意圖，當(dāng)傳感器檢測到雨水、陽光時(shí)，將感應(yīng)信號發(fā)送給控制器，啟動(dòng)電機(jī)展開遮陽篷。關(guān)于該控制系統(tǒng)，下列說法中不正確的是(　　)
A.輸入量是雨水、陽光信號
B.控制量是前桿的位移量
C.執(zhí)行器是電機(jī)
D.被控對象是遮陽篷
解析　由題意可知，輸入量到輸出量之間的信號是單向傳遞是開環(huán)控制，控制量是執(zhí)行器的輸出量即電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)量。故答案選B。
答案　B
11.如圖為某土壤濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)示意圖，該系統(tǒng)會(huì)根據(jù)設(shè)定好的濕度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)灌溉。當(dāng)土壤濕度低于設(shè)定的濕度時(shí)，控制系統(tǒng)的處理單元會(huì)發(fā)出指令給電磁閥門讓其開啟噴頭噴水，當(dāng)達(dá)到設(shè)定濕度后，處理單元會(huì)發(fā)出指令，關(guān)閉電磁閥門結(jié)束灌溉，從而達(dá)到灌溉的自動(dòng)化。關(guān)于此系統(tǒng)下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A.該控制系統(tǒng)的控制手段和控制方式分別屬于自動(dòng)控制和閉環(huán)控制
B.該控制系統(tǒng)的控制器和被控對象分別是電磁閥門和噴頭
C.該控制系統(tǒng)中的輸出量是土壤濕度
D.在設(shè)計(jì)該控制系統(tǒng)的方案時(shí)，既要考慮保持土壤的濕度設(shè)定值范圍內(nèi)，又要考慮節(jié)約水資源和能源等因素，做到統(tǒng)籌兼顧，體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的綜合性原則
解析　該系統(tǒng)處理單元是接收濕度偏差信號并處理發(fā)指令的裝置是控制器，系統(tǒng)控制的對象是土壤，這是被控對象。故答案是B。
答案　B
12.如圖所示為某汽車門禁系統(tǒng)示意圖。車門把手①內(nèi)的傳感器一旦檢測到有物體靠近，主控單元②通過低頻天線③發(fā)送一個(gè)喚醒信號，該信號激活車主身上的汽車鑰匙發(fā)送器④，汽車鑰匙發(fā)送器與RFID接收器⑤交換信息，如果信息與主控單元②內(nèi)置信息匹配，汽車門鎖打開。下列關(guān)于該系統(tǒng)的說法中不正確的是(　　)
A.系統(tǒng)的控制手段和控制方式分別屬于自動(dòng)控制，開環(huán)控制
B.該系統(tǒng)的被控對象是汽車門鎖
C.該系統(tǒng)中的傳感器應(yīng)選用位移傳感器
D.設(shè)計(jì)該門禁系統(tǒng)時(shí)，既要考慮感應(yīng)距離，又要考慮信息交互的安全性，還要兼顧生產(chǎn)的成本等因素，體現(xiàn)了系統(tǒng)分析綜合性原則
解析　該系統(tǒng)是自動(dòng)控制，且無反饋是開環(huán)控制A選項(xiàng)對，系統(tǒng)傳感器檢測的是相應(yīng)頻率的無線電信號。故答案是C。
答案　C
13.如圖所示是某倉儲(chǔ)運(yùn)貨工作示意圖，運(yùn)貨車的工作過程是：當(dāng)傳感器檢測到車上的載貨量達(dá)到設(shè)定值時(shí)，控制電路控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，車駛向卸貨平臺(tái)；當(dāng)車上的限位開關(guān)接觸到卸貨平臺(tái)，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，車停下等待卸貨；當(dāng)傳感器檢測到貨物被卸，電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，車返回裝貨平臺(tái)。下列說法正確的是(　　)
A.有傳感器和設(shè)定值，該控制系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng)
B.傳感器檢測到車上的載貨量達(dá)到設(shè)定值是輸入量
C.輸出量是電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)量
D.該系統(tǒng)是開環(huán)控制系統(tǒng)，控制目的是裝卸貨物
解析　傳感器檢測的是輸出量并反饋到輸入端那這個(gè)系統(tǒng)是閉環(huán)控制，但本題傳感器檢測到車上的載貨量達(dá)到設(shè)定值是輸入量。該系統(tǒng)是開環(huán)控制，輸出量是小車的運(yùn)動(dòng)方向。故答案選B。
答案　B
14.如圖所示是燃油爐窯溫度控制系統(tǒng)示意圖。工作時(shí)，熱電偶將檢測到的爐內(nèi)溫度信號傳送給溫控儀與設(shè)定溫度值比較，溫控儀根據(jù)溫度偏差信號控制電機(jī)運(yùn)行，調(diào)節(jié)燃油噴嘴的噴油量，使?fàn)t內(nèi)溫度穩(wěn)定在設(shè)定溫度。該控制系統(tǒng)的被控對象是(　　)
A.電機(jī) B.燃油噴嘴
C.爐窯 D.熱電偶
解析　該控制系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng)，被控量是爐內(nèi)溫度，爐窯是系統(tǒng)的對象。故答案是C。
答案　C
15.如圖是一水箱水位自動(dòng)控制系統(tǒng)，工作過程是當(dāng)水箱水位下降，浮球檢測到水位的變化，通過繩索傳遞到電鍵K，當(dāng)水位沒有達(dá)到設(shè)定水位，電鍵始終閉合，這表示實(shí)際水位和設(shè)定水位存在差異，繼電器有磁性吸引觸點(diǎn)導(dǎo)通，電磁閥門打開，有水流入水箱，從而使水箱中的水位重新上升。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A.水位上升， 電鍵K斷開后的水位即為設(shè)定水位
B.浮球是檢測裝置，檢測被控量，該系統(tǒng)是閉環(huán)控制
C.電磁閥門是控制器，繼電器是執(zhí)行器
D.水的蒸發(fā)和用戶用水是干擾因素
解析　該系統(tǒng)有反饋是閉環(huán)控制系統(tǒng)。電鍵斷開、閉合給繼電器通電、斷電，繼而使電磁閥打開、閉合，電鍵是控制器，繼電器、電磁閥是執(zhí)行器。水的蒸發(fā)和用戶用水不是輸入量但能引起被控量發(fā)生變化是干擾因素。故答案選C。
答案　C
16.如圖所示是一加熱爐的恒溫自動(dòng)控制示意圖。以下關(guān)于該控制系統(tǒng)說法正確的是(　　)
A.該控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模擬了人的功能和行為，這種方法是黑箱方法
B.電熱絲在控制系統(tǒng)中的作用是檢測溫度并反饋
C.調(diào)低設(shè)定溫度或爐體隔熱性能不好會(huì)導(dǎo)致爐內(nèi)溫度降低，都是該控制系統(tǒng)的干擾因素
D.在加熱爐工作時(shí)，如果爐內(nèi)溫度大大超過了設(shè)定值，可能的原因是控制器損壞
解析　A 選項(xiàng)應(yīng)是功能模擬方法；熱電偶在控制系統(tǒng)中的作用是檢測溫度并反饋，設(shè)定溫度是輸入量不是干擾因素，爐內(nèi)溫度大大超過了設(shè)定值， 控制器損壞溫差信號不能及時(shí)處理，供給加熱器的電壓不下降，就會(huì)使溫度急劇上升。故答案選D。
答案　D
17.風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)風(fēng)輪對準(zhǔn)風(fēng)向才能獲得最大風(fēng)能，如圖所示是風(fēng)力發(fā)電機(jī)跟蹤風(fēng)向的控制系統(tǒng)示意圖，風(fēng)向測定裝置將檢測到的風(fēng)向信號送給迎風(fēng)控制裝置與設(shè)定值比較，迎風(fēng)控制裝置根據(jù)角度偏差信號控制偏航電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)整風(fēng)輪角度，使風(fēng)輪始終對準(zhǔn)風(fēng)向。關(guān)于該控制系統(tǒng)，下列說法正確的是(　　)
A.被控對象是風(fēng)輪
B.反饋裝置是偏航電機(jī)
C.輸入量是風(fēng)力大小
D.輸出量是風(fēng)輪是否轉(zhuǎn)動(dòng)
解析　該系統(tǒng)是跟蹤風(fēng)向的控制系統(tǒng)，輸出量是風(fēng)輪的角度是否對準(zhǔn)風(fēng)向。系統(tǒng)控制的對象是風(fēng)輪，風(fēng)向測定裝置將檢測到的風(fēng)向信號送給迎風(fēng)控制裝置與設(shè)定值比較，這是反饋，而偏航電機(jī)是執(zhí)行器。故答案是A。
答案　A
18.在我國北方地區(qū)，大多采用集中供暖的方式提供高溫水汽入戶。如圖是暖氣恒溫控制系統(tǒng)的示意圖，各家庭在采暖季節(jié)需要依據(jù)各戶的要求設(shè)定室內(nèi)溫度，控制電路就會(huì)利用感溫元件來控制進(jìn)汽閥門閉合的大小，調(diào)節(jié)合適的熱水流入室內(nèi)散熱器，直到室內(nèi)空氣被加熱到設(shè)定的溫度值時(shí)關(guān)閉閥門，熱水就不再流入散熱器，室內(nèi)空氣不再被加熱。待室內(nèi)溫度下降時(shí)再次開始加熱過程，由此循環(huán)達(dá)到恒溫的目的，則溫控閥門屬于該控制系統(tǒng)的(　　)
A.反饋元件 B.輸入元件
C.執(zhí)行器 D.控制器
解析　溫控閥門是接收控制電路的指令，控制閥門開啟的大小，調(diào)節(jié)合適的熱水流入室內(nèi)散熱器是執(zhí)行器。故答案是C。
答案　C
19.如圖所示是網(wǎng)絡(luò)型溫室智能控制系統(tǒng)示意圖。該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)溫室內(nèi)的環(huán)境信息(室內(nèi)溫度、土壤濕度、CO2濃度、光照等環(huán)境參數(shù))，然后通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸給控制計(jì)算機(jī)，并按控制計(jì)算機(jī)的命令對溫室的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對溫室的智能控制。下列關(guān)于該控制系統(tǒng)的說法，錯(cuò)誤的是(　　)
A.控制器是控制計(jì)算機(jī)
B.輸出量是實(shí)際的溫室環(huán)境信息
C.執(zhí)行器是溫室智能采集控制器
D.檢測裝置是各類傳感器
解析　執(zhí)行器是接收計(jì)算機(jī)指令，執(zhí)行相應(yīng)任務(wù)的裝置，該系統(tǒng)執(zhí)行器應(yīng)是噴灌、加溫、開窗等裝置。故答案選C。
答案　C
20.如圖所示是卷紙自動(dòng)恒張力控制系統(tǒng)工作示意圖，卷紙運(yùn)動(dòng)由電機(jī)帶動(dòng)，當(dāng)張力傳感器檢測到張力檢測輾壓力過大(卷紙張力過大造成)，把檢測信號傳輸給控制器，控制器發(fā)出控制信號給磁粉制動(dòng)器減少制動(dòng)阻力，使卷紙張力下降。下列關(guān)于自動(dòng)恒張力控制系統(tǒng)分析中，正確的是(　　)
A.控制方式屬于開環(huán)控制
B.執(zhí)行器是張力檢測輾
C.控制量是制動(dòng)阻力
D.被控對象是磁粉制動(dòng)器
解析　該系統(tǒng)有反饋是閉環(huán)控制，磁粉制動(dòng)器是執(zhí)行器，它的輸出量制動(dòng)阻力是控制量。故答案選C。
答案　C
二、非選擇題
21.如圖所示的隧道內(nèi)設(shè)置煙霧濃度控制系統(tǒng)，用于調(diào)節(jié)隧道內(nèi)的空氣質(zhì)量和能見度。檢測裝置測出隧道內(nèi)的實(shí)際煙霧濃度值并輸入到控制器與設(shè)定值進(jìn)行比較，隧道內(nèi)的煙霧濃度值超過設(shè)定值時(shí)，控制器控制電機(jī)帶動(dòng)風(fēng)葉運(yùn)轉(zhuǎn)，從而使煙霧濃度下降到設(shè)定值，改善隧道內(nèi)的空氣質(zhì)量和能見度。請回答下列各題：
(1)該控制屬于________控制(在①開環(huán)控制；②閉環(huán)控制中選擇合適的選項(xiàng)，將序號填寫在“________”處)。
(2)根據(jù)上述描述，分析該系統(tǒng)的控制過程，在方框圖中“________”處填寫相應(yīng)的內(nèi)容。如果是開環(huán)請忽略圖下面的方框和箭頭。
(3)該系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)隧道的長度、車流量、汽車尾氣排放量、氣候建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行研究，為確定風(fēng)機(jī)的通風(fēng)量和機(jī)組的數(shù)量、布置測控點(diǎn)提供依據(jù)，這體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的________原則(在①整體性；②科學(xué)性；③綜合性中選擇一項(xiàng)，將序號填寫在“________”處)。
(4)該系統(tǒng)發(fā)生故障后，當(dāng)隧道內(nèi)的煙霧濃度值超過設(shè)定值時(shí)，容易發(fā)生交通事故。為了提高系統(tǒng)的可靠性，確保隧道內(nèi)行車安全，需要對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，以下措施中合理的是________(在下列措施中選擇一項(xiàng)，將序號填寫在“________”處)。
①在隧道口設(shè)置聲光報(bào)警裝置，提醒司機(jī)注意；
②在隧道口設(shè)置減速帶；
③增加備用設(shè)備，當(dāng)該系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，備用設(shè)備能自動(dòng)投入使用。
解析　(1)該系統(tǒng)煙霧濃度控制系統(tǒng)有反饋是閉環(huán)控制。(3)運(yùn)用科學(xué)方法和數(shù)學(xué)工具進(jìn)行定量分析體現(xiàn)的是科學(xué)性原則。(4)①②選項(xiàng)的措施不能使隧道
內(nèi)的煙霧濃度值下降易造成安全事故，起用備用設(shè)備可使煙霧濃度下降。故答案選③。
答案　(1)閉環(huán)　(2)①設(shè)定煙霧濃度值　②電機(jī)、風(fēng)葉　③空氣　④隧道內(nèi)的煙霧濃度值
⑤檢測裝置　(3)②　(4)③
22.如圖所示的熱紅外線生命探測儀，它能探測出被困人員的熱量，通過光信號系統(tǒng)將接收到的人體熱輻射能量聚焦在紅外傳感器上后轉(zhuǎn)變成電信號，經(jīng)控制器識(shí)別后發(fā)出警報(bào)，監(jiān)視器顯示紅外熱像圖，從而幫助救援人員確定被困人員的位置。請根據(jù)描述，完成以下任務(wù)：
(1)該紅外生命探測儀的控制手段和控制方式分別屬于________和________(在①手動(dòng)控制；②自動(dòng)控制；③開環(huán)控制；④閉環(huán)控制中選擇合適的選項(xiàng)，將序號填寫在“________”處)。
(2)該紅外生命探測儀的被控對象是________(在①監(jiān)視器；②光學(xué)系統(tǒng)；③紅外傳感器；④報(bào)警器中選擇合適的選項(xiàng)，將序號填寫在“________”處)。
(3)紅外生命探測儀具有夜視功能且不受光線影響，在毫無光線情況下也可正常工作，這反映了該系統(tǒng)具有較好的________(在①整體性；②相關(guān)性；③目的性；④動(dòng)態(tài)性；⑤環(huán)境適應(yīng)性中選擇合適的選項(xiàng)，將序號填寫在“________”處)。
(4)該紅外生命探測儀能根據(jù)被困人員的身體熱量，探測出被困人員的準(zhǔn)確位置，最主要的原因是________(在①任何物體都會(huì)產(chǎn)生紅熱輻射；②人體會(huì)發(fā)出微弱電磁輻射；③人體與周圍物體的紅外熱輻射特性不同中選擇合適的選項(xiàng)，將序號填寫在“________”處)。
解析　(1)該系統(tǒng)的控制手段是利用紅外線探測被困人員，控制過程無反饋屬于自動(dòng)、開環(huán)控制。(2)系統(tǒng)控制的對象是監(jiān)視器和報(bào)警器。(3)這說明了該系統(tǒng)環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，體現(xiàn)的是系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性。(4)因?yàn)椴煌瑴囟鹊奈矬w發(fā)出的紅外熱輻射強(qiáng)度是不同的，人體正常溫度在37度，而周圍物體的溫度與他有差異，發(fā)出的紅外線強(qiáng)度不同。
答案　(1)②　③　(2)①④　(3)⑤　(4)③
第四單元　控制與設(shè)計(jì)測試卷
一、選擇題
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.如圖所示為一款具有保溫功能的電水壺，按下保溫按鈕，能將水溫保持在設(shè)定值，該保溫控制系統(tǒng)的控制目的和控制的對象(　　)
A.電水壺中的水溫、保溫按鈕
B.電水壺中的水溫、電水壺中的水
C.加熱盤的溫度、電源指示燈
D.加熱盤的溫度，保溫按鈕
2.學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的二氧化碳濃度控制系統(tǒng)，當(dāng)室內(nèi)二氧化碳濃度超過設(shè)定值，控制電路開啟排風(fēng)扇；當(dāng)室內(nèi)二氧化碳濃度低于設(shè)定值，則自動(dòng)關(guān)閉排風(fēng)扇。關(guān)于該控制系統(tǒng)，以下說法不正確的是(　　)
A.輸出量是實(shí)際二氧化碳濃度
B.被控對象是排風(fēng)扇
C.控制器是控制電路
D.反饋裝置是二氧化碳濃度探測器
3.如圖所示是一款智能卡門鎖，采用IC卡作為開鎖的鑰匙，智能門鎖能根據(jù)授權(quán)名單識(shí)別刷卡人員卡信息，它包含了IC卡技術(shù)、精密制造技術(shù)及機(jī)電一體化技術(shù)，是現(xiàn)代智能化門鎖的典范。當(dāng)將經(jīng)授權(quán)IC卡放在門鎖的讀卡區(qū)時(shí)，綠色LED燈亮并解鎖；若將未授權(quán)IC卡放在門鎖的讀卡區(qū)時(shí)，門鎖內(nèi)部的紅色LED燈將閃亮并伴有“嘀”響聲。根據(jù)描述，關(guān)于該智能卡門鎖的聲光報(bào)警系統(tǒng)，以下說法中正確的是(　　)
A.該控制系統(tǒng)屬于人工控制
B.該控制系統(tǒng)的被控對象是門鎖
C.該控制系統(tǒng)的輸出量是聲光信號
D.該控制系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng)
如圖所示是空氣能熱水器，具有自動(dòng)控制水溫的功能。其工作原理是：熱水器控制芯片接收到溫度傳感器檢測的水箱水溫信息，與設(shè)定值比較，如未達(dá)到設(shè)定值，則啟動(dòng)壓縮機(jī)，通過壓縮空氣熱量加熱水溫。如果達(dá)到設(shè)定值時(shí)，則關(guān)閉壓縮機(jī)。請完成4～5題。
4.該空氣能熱水器的溫度控制系統(tǒng)的控制方式與控制手段是(　　)
A.自動(dòng)控制、閉環(huán)控制
B.自動(dòng)控制、開環(huán)控制
C.人工控制、閉環(huán)控制
D.人工控制、開環(huán)控制
5.關(guān)于該空氣能熱水器的溫度控制系統(tǒng)，下列說法不正確的是(　　)
A.執(zhí)行器是壓縮機(jī)
B.控制器是控制芯片
C.輸入量是設(shè)定水溫
D.控制量是水箱水溫
6.如圖所示是改造后西湖音樂噴泉的瞬間照片。音樂噴泉原理是將音頻信號轉(zhuǎn)換成電信號，電信號通過變頻器控制水泵使水泵的壓力隨音樂的節(jié)奏的變化而變化，從而控制水柱高低。關(guān)于該音樂噴泉控制系統(tǒng)，以下說法正確的是(　　)
A.執(zhí)行器是變頻器 B.控制器是水泵
C.輸入量是音頻信號 D.被控對象是水柱的高低
7.如圖所示是杭州綠色建筑科技館，集成了先進(jìn)的建筑節(jié)能技術(shù)系統(tǒng)，館中的窗戶可以自動(dòng)開關(guān)，當(dāng)館內(nèi)二氧化碳濃度超過設(shè)定值。控制電路控制液壓裝置開啟窗戶；當(dāng)館內(nèi)二氧化碳低于設(shè)定值，則自動(dòng)關(guān)閉窗戶。下列關(guān)于窗戶的開關(guān)控制系統(tǒng)的說法不正確的是(　　)
A.窗戶自動(dòng)開關(guān)系統(tǒng)屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)
B.窗戶自動(dòng)開關(guān)系統(tǒng)的輸入量是濃度傳感器，采集到的室內(nèi)二氧化碳濃度
C.窗戶自動(dòng)開關(guān)系統(tǒng)的控制部分是控制電路，分析比較輸入信號，并做出開啟窗戶的指令
D.窗戶自動(dòng)開關(guān)系統(tǒng)的執(zhí)行器是液壓裝置
8.如圖所示是一簡易自動(dòng)升旗控制裝置，采用電子定時(shí)器和調(diào)速電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)升旗。在國歌播放的同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)滑輪運(yùn)動(dòng)，使國旗均勻上升。當(dāng)定時(shí)器計(jì)時(shí)停止時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)國旗正好升至旗桿頂部，下列關(guān)于該系統(tǒng)的說法中不正確的是(　　)
A.該控制系統(tǒng)的控制方式屬于開環(huán)控制
B.該控制系統(tǒng)的控制量、輸出量分別是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)、升旗速度
C.為了使國歌播放停止時(shí)國旗正好升至桿頂，要測量旗桿長度和國歌播放時(shí)間來計(jì)算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。這體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的科學(xué)性原則
D.自動(dòng)升旗時(shí)會(huì)受到各種干擾，定時(shí)器設(shè)定時(shí)間是干擾因素
9.如圖所示是一款人臉自動(dòng)識(shí)別簽到系統(tǒng)，當(dāng)人臉靠近一定距離時(shí)，攝像頭上方的紅外線感應(yīng)器將偵測到的信號輸入電路模塊，電路模塊控制攝像頭拍照。當(dāng)拍照完成后，簽到系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。下列對該控制系統(tǒng)的分析中正確的是(　　)
A.該控制系統(tǒng)中存在比較和反饋的過程
B.輸入量是人的紅外線信號
C.被控對象是人臉
D.控制器是攝像頭
10.(2015·9浙江高考)如圖所示是一款自動(dòng)伸縮式遮陽篷的示意圖，當(dāng)傳感器檢測到雨水、陽光時(shí)，將感應(yīng)信號發(fā)送給控制器，啟動(dòng)電機(jī)展開遮陽篷。關(guān)于該控制系統(tǒng)，下列說法中不正確的是(　　)
A.輸入量是雨水、陽光信號
B.控制量是前桿的位移量
C.執(zhí)行器是電機(jī)
D.被控對象是遮陽篷
11.如圖為某土壤濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)示意圖，該系統(tǒng)會(huì)根據(jù)設(shè)定好的濕度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)灌溉。當(dāng)土壤濕度低于設(shè)定的濕度時(shí)，控制系統(tǒng)的處理單元會(huì)發(fā)出指令給電磁閥門讓其開啟噴頭噴水，當(dāng)達(dá)到設(shè)定濕度后，處理單元會(huì)發(fā)出指令，關(guān)閉電磁閥門結(jié)束灌溉，從而達(dá)到灌溉的自動(dòng)化。關(guān)于此系統(tǒng)下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A.該控制系統(tǒng)的控制手段和控制方式分別屬于自動(dòng)控制和閉環(huán)控制
B.該控制系統(tǒng)的控制器和被控對象分別是電磁閥門和噴頭
C.該控制系統(tǒng)中的輸出量是土壤濕度
D.在設(shè)計(jì)該控制系統(tǒng)的方案時(shí)，既要考慮保持土壤的濕度設(shè)定值范圍內(nèi)，又要考慮節(jié)約水資源和能源等因素，做到統(tǒng)籌兼顧，體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的綜合性原則
12.如圖所示為某汽車門禁系統(tǒng)示意圖。車門把手①內(nèi)的傳感器一旦檢測到有物體靠近，主控單元②通過低頻天線③發(fā)送一個(gè)喚醒信號，該信號激活車主身上的汽車鑰匙發(fā)送器④，汽車鑰匙發(fā)送器與RFID接收器⑤交換信息，如果信息與主控單元②內(nèi)置信息匹配，汽車門鎖打開。下列關(guān)于該系統(tǒng)的說法中不正確的是(　　)
A.系統(tǒng)的控制手段和控制方式分別屬于自動(dòng)控制，開環(huán)控制
B.該系統(tǒng)的被控對象是汽車門鎖
C.該系統(tǒng)中的傳感器應(yīng)選用位移傳感器
D.設(shè)計(jì)該門禁系統(tǒng)時(shí)，既要考慮感應(yīng)距離，又要考慮信息交互的安全性，還要兼顧生產(chǎn)的成本等因素，體現(xiàn)了系統(tǒng)分析綜合性原則
13.如圖所示是某倉儲(chǔ)運(yùn)貨工作示意圖，運(yùn)貨車的工作過程是：當(dāng)傳感器檢測到車上的載貨量達(dá)到設(shè)定值時(shí)，控制電路控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，車駛向卸貨平臺(tái)；當(dāng)車上的限位開關(guān)接觸到卸貨平臺(tái)，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，車停下等待卸貨；當(dāng)傳感器檢測到貨物被卸，電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，車返回裝貨平臺(tái)。下列說法正確的是(　　)
A.有傳感器和設(shè)定值，該控制系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng)
B.傳感器檢測到車上的載貨量達(dá)到設(shè)定值是輸入量
C.輸出量是電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)量
D.該系統(tǒng)是開環(huán)控制系統(tǒng)，控制目的是裝卸貨物
14.如圖所示是燃油爐窯溫度控制系統(tǒng)示意圖。工作時(shí)，熱電偶將檢測到的爐內(nèi)溫度信號傳送給溫控儀與設(shè)定溫度值比較，溫控儀根據(jù)溫度偏差信號控制電機(jī)運(yùn)行，調(diào)節(jié)燃油噴嘴的噴油量，使?fàn)t內(nèi)溫度穩(wěn)定在設(shè)定溫度。該控制系統(tǒng)的被控對象是(　　)
A.電機(jī) B.燃油噴嘴
C.爐窯 D.熱電偶
15.如圖是一水箱水位自動(dòng)控制系統(tǒng)，工作過程是當(dāng)水箱水位下降，浮球檢測到水位的變化，通過繩索傳遞到電鍵K，當(dāng)水位沒有達(dá)到設(shè)定水位，電鍵始終閉合，這表示實(shí)際水位和設(shè)定水位存在差異，繼電器有磁性吸引觸點(diǎn)導(dǎo)通，電磁閥門打開，有水流入水箱，從而使水箱中的水位重新上升。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A.水位上升， 電鍵K斷開后的水位即為設(shè)定水位
B.浮球是檢測裝置，檢測被控量，該系統(tǒng)是閉環(huán)控制
C.電磁閥門是控制器，繼電器是執(zhí)行器
D.水的蒸發(fā)和用戶用水是干擾因素
16.如圖所示是一加熱爐的恒溫自動(dòng)控制示意圖。以下關(guān)于該控制系統(tǒng)說法正確的是(　　)
A.該控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模擬了人的功能和行為，這種方法是黑箱方法
B.電熱絲在控制系統(tǒng)中的作用是檢測溫度并反饋
C.調(diào)低設(shè)定溫度或爐體隔熱性能不好會(huì)導(dǎo)致爐內(nèi)溫度降低，都是該控制系統(tǒng)的干擾因素
D.在加熱爐工作時(shí)，如果爐內(nèi)溫度大大超過了設(shè)定值，可能的原因是控制器損壞
17.風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)風(fēng)輪對準(zhǔn)風(fēng)向才能獲得最大風(fēng)能，如圖所示是風(fēng)力發(fā)電機(jī)跟蹤風(fēng)向的控制系統(tǒng)示意圖，風(fēng)向測定裝置將檢測到的風(fēng)向信號送給迎風(fēng)控制裝置與設(shè)定值比較，迎風(fēng)控制裝置根據(jù)角度偏差信號控制偏航電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)整風(fēng)輪角度，使風(fēng)輪始終對準(zhǔn)風(fēng)向。關(guān)于該控制系統(tǒng)，下列說法正確的是(　　)
A.被控對象是風(fēng)輪
B.反饋裝置是偏航電機(jī)
C.輸入量是風(fēng)力大小
D.輸出量是風(fēng)輪是否轉(zhuǎn)動(dòng)
18.在我國北方地區(qū)，大多采用集中供暖的方式提供高溫水汽入戶。如圖是暖氣恒溫控制系統(tǒng)的示意圖，各家庭在采暖季節(jié)需要依據(jù)各戶的要求設(shè)定室內(nèi)溫度，控制電路就會(huì)利用感溫元件來控制進(jìn)汽閥門閉合的大小，調(diào)節(jié)合適的熱水流入室內(nèi)散熱器，直到室內(nèi)空氣被加熱到設(shè)定的溫度值時(shí)關(guān)閉閥門，熱水就不再流入散熱器，室內(nèi)空氣不再被加熱。待室內(nèi)溫度下降時(shí)再次開始加熱過程，由此循環(huán)達(dá)到恒溫的目的，則溫控閥門屬于該控制系統(tǒng)的(　　)
A.反饋元件 B.輸入元件
C.執(zhí)行器 D.控制器
19.如圖所示是網(wǎng)絡(luò)型溫室智能控制系統(tǒng)示意圖。該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)溫室內(nèi)的環(huán)境信息(室內(nèi)溫度、土壤濕度、CO2濃度、光照等環(huán)境參數(shù))，然后通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸給控制計(jì)算機(jī)，并按控制計(jì)算機(jī)的命令對溫室的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對溫室的智能控制。下列關(guān)于該控制系統(tǒng)的說法，錯(cuò)誤的是(　　)
A.控制器是控制計(jì)算機(jī)
B.輸出量是實(shí)際的溫室環(huán)境信息
C.執(zhí)行器是溫室智能采集控制器
D.檢測裝置是各類傳感器
20.如圖所示是卷紙自動(dòng)恒張力控制系統(tǒng)工作示意圖，卷紙運(yùn)動(dòng)由電機(jī)帶動(dòng)，當(dāng)張力傳感器檢測到張力檢測輾壓力過大(卷紙張力過大造成)，把檢測信號傳輸給控制器，控制器發(fā)出控制信號給磁粉制動(dòng)器減少制動(dòng)阻力，使卷紙張力下降。下列關(guān)于自動(dòng)恒張力控制系統(tǒng)分析中，正確的是(　　)
A.控制方式屬于開環(huán)控制
B.執(zhí)行器是張力檢測輾
C.控制量是制動(dòng)阻力
D.被控對象是磁粉制動(dòng)器
二、非選擇題
21.如圖所示的隧道內(nèi)設(shè)置煙霧濃度控制系統(tǒng)，用于調(diào)節(jié)隧道內(nèi)的空氣質(zhì)量和能見度。檢測裝置測出隧道內(nèi)的實(shí)際煙霧濃度值并輸入到控制器與設(shè)定值進(jìn)行比較，隧道內(nèi)的煙霧濃度值超過設(shè)定值時(shí)，控制器控制電機(jī)帶動(dòng)風(fēng)葉運(yùn)轉(zhuǎn)，從而使煙霧濃度下降到設(shè)定值，改善隧道內(nèi)的空氣質(zhì)量和能見度。請回答下列各題：
(1)該控制屬于________控制(在①開環(huán)控制；②閉環(huán)控制中選擇合適的選項(xiàng)，將序號填寫在“________”處)。
(2)根據(jù)上述描述，分析該系統(tǒng)的控制過程，在方框圖中“________”處填寫相應(yīng)的內(nèi)容。如果是開環(huán)請忽略圖下面的方框和箭頭。
(3)該系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)隧道的長度、車流量、汽車尾氣排放量、氣候建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行研究，為確定風(fēng)機(jī)的通風(fēng)量和機(jī)組的數(shù)量、布置測控點(diǎn)提供依據(jù)，這體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的________原則(在①整體性；②科學(xué)性；③綜合性中選擇一項(xiàng)，將序號填寫在“________”處)。
(4)該系統(tǒng)發(fā)生故障后，當(dāng)隧道內(nèi)的煙霧濃度值超過設(shè)定值時(shí)，容易發(fā)生交通事故。為了提高系統(tǒng)的可靠性，確保隧道內(nèi)行車安全，需要對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，以下措施中合理的是________(在下列措施中選擇一項(xiàng)，將序號填寫在“________”處)。
①在隧道口設(shè)置聲光報(bào)警裝置，提醒司機(jī)注意；
②在隧道口設(shè)置減速帶；
③增加備用設(shè)備，當(dāng)該系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，備用設(shè)備能自動(dòng)投入使用。
22.如圖所示的熱紅外線生命探測儀，它能探測出被困人員的熱量，通過光信號系統(tǒng)將接收到的人體熱輻射能量聚焦在紅外傳感器上后轉(zhuǎn)變成電信號，經(jīng)控制器識(shí)別后發(fā)出警報(bào)，監(jiān)視器顯示紅外熱像圖，從而幫助救援人員確定被困人員的位置。請根據(jù)描述，完成以下任務(wù)：
(1)該紅外生命探測儀的控制手段和控制方式分別屬于________和________(在①手動(dòng)控制；②自動(dòng)控制；③開環(huán)控制；④閉環(huán)控制中選擇合適的選項(xiàng)，將序號填寫在“________”處)。
(2)該紅外生命探測儀的被控對象是________(在①監(jiān)視器；②光學(xué)系統(tǒng)；③紅外傳感器；④報(bào)警器中選擇合適的選項(xiàng)，將序號填寫在“________”處)。
(3)紅外生命探測儀具有夜視功能且不受光線影響，在毫無光線情況下也可正常工作，這反映了該系統(tǒng)具有較好的________(在①整體性；②相關(guān)性；③目的性；④動(dòng)態(tài)性；⑤環(huán)境適應(yīng)性中選擇合適的選項(xiàng)，將序號填寫在“________”處)。
(4)該紅外生命探測儀能根據(jù)被困人員的身體熱量，探測出被困人員的準(zhǔn)確位置，最主要的原因是________(在①任何物體都會(huì)產(chǎn)生紅熱輻射；②人體會(huì)發(fā)出微弱電磁輻射；③人體與周圍物體的紅外熱輻射特性不同中選擇合適的選項(xiàng)，將序號填寫在“________”處)。

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