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通用技術選考高三千題練第十一章控制與設計（二）
一、控制與設計
1．如圖所示是某款風力發電機，上面有方向調整系統，可以調節風機轉向，使風機正對風向，也可以在大風的情況下使風機機頭偏離風向，以達到降低轉速，保護風機。具體工作過程為：當風力不大時，檢測到風向發生改變，控制電路發出指令，使舵機運轉，從而使風機正對風向，當檢測到風力超過設定的上限值時，控制電路又會發出指令，讓舵機運轉，使風機機頭偏離風向。關于風機方向調整系統中的舵機運轉子系統，下列說法正確的是（　　）
A．被控對象是風力發電機 B．輸入量為風的大小和方向
C．輸出量為機頭的轉向 D．該控制系統是閉環控制系統
【答案】B
【知識點】控制的手段和方法；簡單開環控制系統的基本組成和工作過程
2．造紙廠采用一套自動控制紙張厚度的系統，β射線穿過紙，在另一側β射線接收器接收β射線，如果紙偏厚或偏薄，穿過紙以后的β射線就會變化，根據β射線接收器檢測到的β射線變化，由控制器發出指令來控制軋機中軋輥調整裝置來調整軋輥之間的間隙，控制紙張達到要求的厚度。如圖所示是能正常生產的控制示意圖，下列因素的變化對生產的紙張厚度沒有影響的是（　　）
A．軋機中軋輥調整裝置的精度 B．輸入紙漿厚度的變化
C．射線檢測裝置的性能 D．設定的紙張厚度
【答案】B
【知識點】閉環控制系統的基本組成
3．（2019高二下·杭州期中）如圖所示是酒店用的灑水滅火噴頭結構示意圖，該噴水控制系統的工作原理是：當防護區發生火災時，環境溫度升高，玻璃球內的感溫液體受熱膨脹，如果達到設定的動作溫度值，玻璃球就會爆破，于是密封件脫落，開啟噴頭灑水進行滅火。以下對該噴水控制系統中，描述正確的是（　　）
A．玻璃球與感溫液體組成的裝置發出控制指令的作用
B．達到設定的動作溫度值，就會灑水滅火，所以為閉環控制系統
C．玻璃球內的感溫液體受外界環境熱脹冷縮，所以該控制為液壓控制
D．噴頭堵塞不屬于該控制系統的干擾因素
【答案】A
【知識點】控制的手段和方法；簡單開環控制系統的基本組成和工作過程；簡單控制系統運行的主要干擾因素
4．（2019高二下·麗水期末）小明設計一個夜晚開窗報警器。當夜晚窗戶被打開時，報警器就發出報警聲，否則不報警。設計時將報警器的喇叭確定為被控對象，下列構思不可行的是（　　）
A．執行器可選用電子開關
B．可選用定時器設置系統啟動時間
C．控制方式可定為閉環控制系統
D．可選用干簧管檢測窗戶是否打開
【答案】C
【知識點】設計方案的常用構思方法
5．如圖所示是某洗碗機控制系統結構示意圖，其工作原理是通過洗滌泵將水流通過淋噴器高壓噴出，水流的反作用力使淋噴器旋轉，從而使水流可以達到洗碗機的任何角落，水流經過加熱器加熱后溫度可達60至80度，在高溫水流和強堿性洗滌劑的作用下，有效地除去餐具上的油污。下列關于該控制系統的分析，不正確的是（　　）
A．淋噴子系統中，控制器是洗滌泵
B．淋噴子系統中，被控對象是餐具
C．水溫加熱子系統中，被控對象是水
D．水溫加熱子系統中，執行器是加熱裝置
【答案】A
【知識點】簡單開環控制系統的基本組成和工作過程
6．高速動車系統，內有煙霧預警控制系統。其工作原理是：煙霧傳感器將檢測到的煙霧信號送入中心控制器，與設定值進行比較，當高于設定值時，繼電器通電，喇叭產生蜂鳴聲；同時向制動器發出指令，動車組緊急制動而減速。關于該煙霧預警控制系統，下列說法不正確的是（　　）
A．該控制系統的執行器是繼電器
B．煙霧傳感器是檢測裝置，檢測的是輸入量
C．該控制系統是開環控制系統
D．乘客在車廂內抽煙屬于該控制系統的干擾因素
【答案】D
【知識點】控制的手段和方法；簡單開環控制系統的基本組成和工作過程
7．如圖所示是石材切割機工作原理圖。通過人機界面將石材的切割參數輸入控制器，控制器通過繼電器控制各個電機工作，工作臺將石材移至設定位置，橫梁下降，刀盤旋轉并沿著橫梁進給，完成切割。電機上的旋轉編碼器將電機的旋轉量轉換為計數脈沖信號，送入控制器中進行運算，控制器獲得各個方向的間接位移量，并與設定值比較，當達到設定值時控制器控制相應的電機停止轉動。
該切割機的電機驅動控制系統中的被控對象是（　　）
A．電機 B．刀盤 C．橫梁 D．石材
【答案】A
【知識點】閉環控制系統的基本組成
8．（2019·浙江模擬）如圖所示是體育館升旗控制系統示意圖，圖中控制電腦輸出音頻信號奏起國歌的同時也輸出控制信號給繼電器，繼電器工作，電動機帶動卷揚機轉動，旗桿向上升。當國歌結束，控制信號消失，旗桿剛好升到頂部停住。關于該控制系統說法中正確的是（　　）
A．該控制系統的被控對象是卷揚機
B．該控制系統的控制量是旗桿的升降
C．電動機電源電壓的波動是該控制系統的干擾因素
D．該系統的設計模擬了人的功能和行為，是黑箱方法的應用
【答案】C
【知識點】簡單開環控制系統的基本組成和工作過程；簡單控制系統運行的主要干擾因素；功能模擬方法和黑箱方法
9．如圖所示是無拖曳航天器控制系統，該系統主要由檢查質量塊懸浮控制環路、無拖曳控制器、微推進器和航天器平臺等模塊組成，其中檢查質量塊懸浮控制環路可以保持檢驗質量處于框架的中心位置，同時能高精度獲取航天器平臺和檢驗質量塊之間的位置偏差，并傳輸給無拖曳控制器，微推進器產生推力，保證航天器平臺以檢驗質量塊為中心。該系統可以減小航天器受宇宙環境擾動的影響，確保超穩的實驗環境。下列關于無拖曳航天器控制系統說法合理的是（　　）
A．被控對象是航天器平臺，控制量是微推進器產生的推力大小
B．該控制系統屬于自動、開環控制
C．由于該系統可以抵消太空環境對航天器平臺的擾動力，所以太陽光壓等宇宙環境因素不屬于該系統的干擾因素
D．研究檢驗質量塊懸浮控制環路時，要逐個分析位移傳感器、懸浮控制器等要素的功能，采用了黑箱方法
【答案】A
【知識點】系統的分析；控制的手段和方法；閉環控制系統的基本組成；簡單控制系統運行的主要干擾因素
10．（2020高一下·溫州期中）如圖所示為某工業機器人的工作結構示意圖，由電機控制子系統和機械傳動子系統組成。在電機控制子系統中，轉角和速度檢測元件檢測伺服電機的轉動角度和速度，并反饋到伺服控制器與設定值比較，伺服控制器根據差值發出運動信號，驅動裝置將運動信號轉變成相應的電流驅動伺服電機轉動。在機械傳動子系統中，伺服電機帶動機械臂做相應動作，實現對機械臂的位置和運動的控制。下列關于電機控制子系統的分析中不正確的是（　　）
A．控制器是伺服控制器
B．執行器是驅動裝置
C．被控對象是機械臂
D．輸出量是電機的實際轉動角度和轉速
【答案】C
【知識點】閉環控制系統的基本組成；閉環控制系統的工作過程
11．如圖所示是一款智能睡毯，它可利用薄膜傳感器栓測人的心率、呼吸、體動等體征，同時檢測被窩內外的溫度，進行算法匹配后，基于人體睡眠階段對環境溫度實時調節，營造溫度適宜的睡眠環境。喚醒功能：控制電路根據App上設定的時間，發出指令提前接通相應電子開關，漸漸升高溫度、內置的振動器持續發出輕微震動，直到人起床。下列關于喚醒控制系統的分析中，正確的是（　　）
A．執行器是電子開關
B．被控對象是睡毯上的人
C．控制量是App上設定的時間
D．該系統含有檢測裝置和比較部分，屬于閉環控制系統
【答案】A
【知識點】控制的手段和方法；簡單開環控制系統的基本組成和工作過程
12．（2019高三上·寧波模擬）如圖所示是路燈除塵系統。當安裝在路燈桿上的空 氣質量探測器檢測到空氣中飄浮的顆粒物濃度達到設 定值上限時，智能終端接收到信號向自控閥下達開啟指令，搖臂噴頭噴灑水霧，飄浮的顆粒物與水霧結合后降 落到地面。下列關于路燈除塵系統的分析中正確的是（　　）
A．控制方式屬于閉環控制 B．執行器是進水管
C．控制量是顆粒物濃度值 D．被控對象是搖臂噴頭
【答案】D
【知識點】控制的手段和方法；簡單開環控制系統的基本組成和工作過程
13．如圖所示為電熱水壺。其工作原理為，按下電源開關，發熱底盤通電加熱，當水沸騰時產生的水蒸汽使感溫元件的雙金屬片變形，這種變形通過杠桿原理推動電源開關斷電。因電源開關斷電后不可自復位，故斷電后水壺中的水不會自動再加熱。用控制系統方框圖表示電熱水壺溫度控制系統，被控對象的確定合適的是（　　）
A．電源開關 B．雙金屬片 C．發熱底盤 D．水壺和水
【答案】D
【知識點】閉環控制系統的基本組成
14．（2019高二下·浙江期中）下列關于控制系統的說法中不正確的是（　　）
A．開環控制系統與閉環控制系統的根本區別在于是否存在反饋環節
B．閉環控制系統的輸出量會影響控制過程
C．干擾因素只存在于閉環控制系統中
D．有檢測裝置的控制系統可能是開環控制系統
【答案】C
【知識點】閉環控制系統的反饋
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一、控制與設計
1．如圖所示是某款風力發電機，上面有方向調整系統，可以調節風機轉向，使風機正對風向，也可以在大風的情況下使風機機頭偏離風向，以達到降低轉速，保護風機。具體工作過程為：當風力不大時，檢測到風向發生改變，控制電路發出指令，使舵機運轉，從而使風機正對風向，當檢測到風力超過設定的上限值時，控制電路又會發出指令，讓舵機運轉，使風機機頭偏離風向。關于風機方向調整系統中的舵機運轉子系統，下列說法正確的是（　　）
A．被控對象是風力發電機 B．輸入量為風的大小和方向
C．輸出量為機頭的轉向 D．該控制系統是閉環控制系統
2．造紙廠采用一套自動控制紙張厚度的系統，β射線穿過紙，在另一側β射線接收器接收β射線，如果紙偏厚或偏薄，穿過紙以后的β射線就會變化，根據β射線接收器檢測到的β射線變化，由控制器發出指令來控制軋機中軋輥調整裝置來調整軋輥之間的間隙，控制紙張達到要求的厚度。如圖所示是能正常生產的控制示意圖，下列因素的變化對生產的紙張厚度沒有影響的是（　　）
A．軋機中軋輥調整裝置的精度 B．輸入紙漿厚度的變化
C．射線檢測裝置的性能 D．設定的紙張厚度
3．（2019高二下·杭州期中）如圖所示是酒店用的灑水滅火噴頭結構示意圖，該噴水控制系統的工作原理是：當防護區發生火災時，環境溫度升高，玻璃球內的感溫液體受熱膨脹，如果達到設定的動作溫度值，玻璃球就會爆破，于是密封件脫落，開啟噴頭灑水進行滅火。以下對該噴水控制系統中，描述正確的是（　　）
A．玻璃球與感溫液體組成的裝置發出控制指令的作用
B．達到設定的動作溫度值，就會灑水滅火，所以為閉環控制系統
C．玻璃球內的感溫液體受外界環境熱脹冷縮，所以該控制為液壓控制
D．噴頭堵塞不屬于該控制系統的干擾因素
4．（2019高二下·麗水期末）小明設計一個夜晚開窗報警器。當夜晚窗戶被打開時，報警器就發出報警聲，否則不報警。設計時將報警器的喇叭確定為被控對象，下列構思不可行的是（　　）
A．執行器可選用電子開關
B．可選用定時器設置系統啟動時間
C．控制方式可定為閉環控制系統
D．可選用干簧管檢測窗戶是否打開
5．如圖所示是某洗碗機控制系統結構示意圖，其工作原理是通過洗滌泵將水流通過淋噴器高壓噴出，水流的反作用力使淋噴器旋轉，從而使水流可以達到洗碗機的任何角落，水流經過加熱器加熱后溫度可達60至80度，在高溫水流和強堿性洗滌劑的作用下，有效地除去餐具上的油污。下列關于該控制系統的分析，不正確的是（　　）
A．淋噴子系統中，控制器是洗滌泵
B．淋噴子系統中，被控對象是餐具
C．水溫加熱子系統中，被控對象是水
D．水溫加熱子系統中，執行器是加熱裝置
6．高速動車系統，內有煙霧預警控制系統。其工作原理是：煙霧傳感器將檢測到的煙霧信號送入中心控制器，與設定值進行比較，當高于設定值時，繼電器通電，喇叭產生蜂鳴聲；同時向制動器發出指令，動車組緊急制動而減速。關于該煙霧預警控制系統，下列說法不正確的是（　　）
A．該控制系統的執行器是繼電器
B．煙霧傳感器是檢測裝置，檢測的是輸入量
C．該控制系統是開環控制系統
D．乘客在車廂內抽煙屬于該控制系統的干擾因素
7．如圖所示是石材切割機工作原理圖。通過人機界面將石材的切割參數輸入控制器，控制器通過繼電器控制各個電機工作，工作臺將石材移至設定位置，橫梁下降，刀盤旋轉并沿著橫梁進給，完成切割。電機上的旋轉編碼器將電機的旋轉量轉換為計數脈沖信號，送入控制器中進行運算，控制器獲得各個方向的間接位移量，并與設定值比較，當達到設定值時控制器控制相應的電機停止轉動。
該切割機的電機驅動控制系統中的被控對象是（　　）
A．電機 B．刀盤 C．橫梁 D．石材
8．（2019·浙江模擬）如圖所示是體育館升旗控制系統示意圖，圖中控制電腦輸出音頻信號奏起國歌的同時也輸出控制信號給繼電器，繼電器工作，電動機帶動卷揚機轉動，旗桿向上升。當國歌結束，控制信號消失，旗桿剛好升到頂部停住。關于該控制系統說法中正確的是（　　）
A．該控制系統的被控對象是卷揚機
B．該控制系統的控制量是旗桿的升降
C．電動機電源電壓的波動是該控制系統的干擾因素
D．該系統的設計模擬了人的功能和行為，是黑箱方法的應用
9．如圖所示是無拖曳航天器控制系統，該系統主要由檢查質量塊懸浮控制環路、無拖曳控制器、微推進器和航天器平臺等模塊組成，其中檢查質量塊懸浮控制環路可以保持檢驗質量處于框架的中心位置，同時能高精度獲取航天器平臺和檢驗質量塊之間的位置偏差，并傳輸給無拖曳控制器，微推進器產生推力，保證航天器平臺以檢驗質量塊為中心。該系統可以減小航天器受宇宙環境擾動的影響，確保超穩的實驗環境。下列關于無拖曳航天器控制系統說法合理的是（　　）
A．被控對象是航天器平臺，控制量是微推進器產生的推力大小
B．該控制系統屬于自動、開環控制
C．由于該系統可以抵消太空環境對航天器平臺的擾動力，所以太陽光壓等宇宙環境因素不屬于該系統的干擾因素
D．研究檢驗質量塊懸浮控制環路時，要逐個分析位移傳感器、懸浮控制器等要素的功能，采用了黑箱方法
10．（2020高一下·溫州期中）如圖所示為某工業機器人的工作結構示意圖，由電機控制子系統和機械傳動子系統組成。在電機控制子系統中，轉角和速度檢測元件檢測伺服電機的轉動角度和速度，并反饋到伺服控制器與設定值比較，伺服控制器根據差值發出運動信號，驅動裝置將運動信號轉變成相應的電流驅動伺服電機轉動。在機械傳動子系統中，伺服電機帶動機械臂做相應動作，實現對機械臂的位置和運動的控制。下列關于電機控制子系統的分析中不正確的是（　　）
A．控制器是伺服控制器
B．執行器是驅動裝置
C．被控對象是機械臂
D．輸出量是電機的實際轉動角度和轉速
11．如圖所示是一款智能睡毯，它可利用薄膜傳感器栓測人的心率、呼吸、體動等體征，同時檢測被窩內外的溫度，進行算法匹配后，基于人體睡眠階段對環境溫度實時調節，營造溫度適宜的睡眠環境。喚醒功能：控制電路根據App上設定的時間，發出指令提前接通相應電子開關，漸漸升高溫度、內置的振動器持續發出輕微震動，直到人起床。下列關于喚醒控制系統的分析中，正確的是（　　）
A．執行器是電子開關
B．被控對象是睡毯上的人
C．控制量是App上設定的時間
D．該系統含有檢測裝置和比較部分，屬于閉環控制系統
12．（2019高三上·寧波模擬）如圖所示是路燈除塵系統。當安裝在路燈桿上的空 氣質量探測器檢測到空氣中飄浮的顆粒物濃度達到設 定值上限時，智能終端接收到信號向自控閥下達開啟指令，搖臂噴頭噴灑水霧，飄浮的顆粒物與水霧結合后降 落到地面。下列關于路燈除塵系統的分析中正確的是（　　）
A．控制方式屬于閉環控制 B．執行器是進水管
C．控制量是顆粒物濃度值 D．被控對象是搖臂噴頭
13．如圖所示為電熱水壺。其工作原理為，按下電源開關，發熱底盤通電加熱，當水沸騰時產生的水蒸汽使感溫元件的雙金屬片變形，這種變形通過杠桿原理推動電源開關斷電。因電源開關斷電后不可自復位，故斷電后水壺中的水不會自動再加熱。用控制系統方框圖表示電熱水壺溫度控制系統，被控對象的確定合適的是（　　）
A．電源開關 B．雙金屬片 C．發熱底盤 D．水壺和水
14．（2019高二下·浙江期中）下列關于控制系統的說法中不正確的是（　　）
A．開環控制系統與閉環控制系統的根本區別在于是否存在反饋環節
B．閉環控制系統的輸出量會影響控制過程
C．干擾因素只存在于閉環控制系統中
D．有檢測裝置的控制系統可能是開環控制系統
答案解析部分
1．【答案】B
【知識點】控制的手段和方法；簡單開環控制系統的基本組成和工作過程
2．【答案】B
【知識點】閉環控制系統的基本組成
3．【答案】A
【知識點】控制的手段和方法；簡單開環控制系統的基本組成和工作過程；簡單控制系統運行的主要干擾因素
4．【答案】C
【知識點】設計方案的常用構思方法
5．【答案】A
【知識點】簡單開環控制系統的基本組成和工作過程
6．【答案】D
【知識點】控制的手段和方法；簡單開環控制系統的基本組成和工作過程
7．【答案】A
【知識點】閉環控制系統的基本組成
8．【答案】C
【知識點】簡單開環控制系統的基本組成和工作過程；簡單控制系統運行的主要干擾因素；功能模擬方法和黑箱方法
9．【答案】A
【知識點】系統的分析；控制的手段和方法；閉環控制系統的基本組成；簡單控制系統運行的主要干擾因素
10．【答案】C
【知識點】閉環控制系統的基本組成；閉環控制系統的工作過程
11．【答案】A
【知識點】控制的手段和方法；簡單開環控制系統的基本組成和工作過程
12．【答案】D
【知識點】控制的手段和方法；簡單開環控制系統的基本組成和工作過程
13．【答案】D
【知識點】閉環控制系統的基本組成
14．【答案】C
【知識點】閉環控制系統的反饋
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