資源簡介

通用技術選考高三千題練第十一章控制與設計（十一）
一、控制與設計
1．如圖所示是自動定量配料結構系統示意圖。控制過程如下：自動定量配料系統通電后，料斗中的物料勻速落在落料區，驅動電機開始旋轉，經皮帶運送到稱重區，稱重傳感器根據受力的大小輸出一個電信號，可編程控制器（PLC）將此信號與設定值進行比較，調節運算后，通過變頻器控制驅動電機的轉速，使皮帶每分鐘輸出的物料重量達到設定要求，完成自動定量配料過程。從控制系統的角度，下列關于該自動定量配料系統的說法中正確的是（　　）
A．該系統的控制方式為開環控制 B．控制量是驅動電機的轉速
C．輸入量是稱重區上物料的重量 D．執行器是變頻器
2．如圖所示是簡易旋轉倒立擺控制系統示意圖。該控制系統可以使擺桿保持豎直倒立狀態，其工作原理是設定擺桿處于豎直倒立狀態時精密電位器輸出的電壓值，當擺桿由于外界作用力破壞其穩定性向一側倒下時，精密電位器的阻值變化，從而改變了輸出電壓并將信息傳送到單片機與設定值進行比較，單片機輸出控制信號，通過驅動電路控制電機的轉速和轉向，帶動旋臂水平轉動，使擺桿重新保持豎直倒立狀態。下列關于該控制系統分析不正確的是（　　）
A．控制量是旋臂的轉速和轉向
B．電機運行產生的振動不屬于干擾因素
C．驅動電路和電機屬于執行器
D．精密電位器輸出的信號屬于系統的反饋信號
3．如圖所示，某數控機床的基本組成包括加工程序載體、數控裝置、伺服驅動裝置、機床主體和其他輔助裝置。其中伺服系統是數控機床的重要組成部分，用于實現數控機床的進給伺服控制和主軸伺服控制。伺服系統的作用是把接受來自數控裝置的指令信息，經功率放大、整形處理后，轉換成機床執行部件的直線位移或角位移運動。測量元件將數控機床各坐標位的實際位移值檢測出來并經反饋系統輸入到機床的數控裝置中，數控裝置對反饋回來的實際位移值與指令值進行比較，并向伺服系統輸出達到設定值所需的位移量指令。關于該數控機床說法不正確的是（　　）
A．數控機床控制系統為閉環控制
B．控制量是向伺服系統輸出的達到設定值所需的位移量
C．給定量是數控機床各坐標軸的設定位移值
D．被控對象是機床主體
4．如圖所示是自動扶梯控制示意圖。當傳感器檢測到人體信號時，控制器控制電動機加速轉動，帶動驅動齒輪轉動，使階梯加速運動；當傳感器檢測到階梯上沒有人時，階梯減速運動。下列關于該控制系統分析中正確的是（　　）
A．該控制系統有反饋 B．扶梯上有人是干擾因素
C．執行器是電機 D．控制量是階梯的運動速度
5．如圖所示的墻體彩繪機，工作人員將要打印的圖形信息輸入電腦，操作系統把圖片解碼成打印所需要的信號送入主控制箱，主控制箱通過步進電機帶動絲杄轉動，使Ⅹ轱導軌上下運動；小車控制箱根據接收到的主控箱信號，利用直流伺服電機使噴印小車在Ⅹ軸導軌上左右運動；噴印小車配合供墨子系統在指定位置打印出特定的顏色。以下關于噴印小車運動控制子系統的說法中不正確的是（　　）
A．被控對象為噴印小車 B．直流伺服電機是執行器
C．地面的平整度為干擾因素 D．X軸導軌的抖動屬于干擾因素
6．（2021·浙江模擬）如圖所示為一款四旋翼無人機及其控制示意圖。四旋翼飛行器的所有姿態和位置的控制都是通過調節四個驅動電機的轉速實現。當無人機處于懸停控制模式時，能根據設定值在空中保持靜止。下列關于無人機懸停控制系統的說法中不合理的是（　　）
A．該控制系統屬于閉環控制系統
B．該控制系統的被控量是無人機
C．空中氣流變化屬于干擾因素
D．該控制系統的控制手段是自動控制
7．如圖所示是某液壓馬達轉速控制系統,控制信號通過放大器放大,輸出電流給電液伺服閥,來控制液壓流量,實現液壓馬達的轉速控制。下列關于該控制系統的分析中不正確的是（　　）
A．控制方式是開環控制
B．控制量是流過電流伺服閥的液壓流量
C．放大器的放大精度影響馬達的轉速控制精度
D．負載的變化不屬于干擾因素
8．如圖a所示的“穩拍器”能保持拍攝設備的相對穩定，如圖b所示是“穩拍器”的原理框圖。加速度和陀螺儀傳感器將“攝像設備”的姿態反饋給中央MCU處理單元，中央MCU單元根據檢測到的“攝像設備”的姿態和運動情況，去控制電機做相應的動作，電機動作使“攝像設備”保持相對穩定狀態，拍出來的照片更清楚，錄制的錄像更穩定。下列關于該控制系統的分析中正確的是（　　）
A．被控對象是電機 B．拍攝中的晃動屬于干擾因素
C．執行器是中央MCU單元 D．控制量是“攝像設備”的姿態
9．（2020高三上·浙江月考）某校科技興趣小組制作了人臉識別的門控系統，其基本工作過程是：安裝在門框上的攝像頭檢測到人臉數據，并傳輸至樹莓派主板，樹莓派根據編寫好的python程序語言進行分析、處理，與已存面部數據進行比較，若對比成功，則通過電機開門，否則蜂鳴器報警。下列關于該控制系統的分析正確的是（　　）
A．攝像頭是反饋裝置的組成部分
B．樹莓派上的python程序語言是控制器
C．門和蜂鳴器都作為系統的被控對象
D．工作過程中存在比較，故控制方式為閉環
10．長沙近2000輛公交車完成了智能化、網聯化改造，經過改造升級的公交車具有路口紅綠燈顯示、自動統計乘客人數、規范司機駕駛行為、提升安全等功能。其中路口紅綠燈顯示功能的工作原理如下：公交車行駛至某一路口，由計算機控制中心根據定位，通過交通信息中心的路口信息網絡進行聯系，將路口信號燈信息在車后顯示屏上顯示出來，大大方便了后方車輛的行駛與安全。關于紅綠燈信息顯示系統，以下分析正確的是（　　）
A．該系統的控制方式為閉環控制
B．被控對象為公交車
C．輸出量為顯示屏中的路燈指示信息
D．不同路口的路燈信息是影響該系統的干擾因素
11．車載空調的制冷控制系統主要由冷凝器、膨脹閥、微處理器、鼓風機、蒸發器、壓縮機、制冷劑儲液干、燥器等組成，壓縮機和膨脹閥協同工作使制冷劑循環制冷，鼓風機將車廂外的熱空氣吹經蒸發器使空氣溫度降低并送入車廂內。制冷時，溫度傳感器采集車廂內實際溫度，微處理器根據設定溫度與實測溫度對壓縮機、膨脹閥和鼓風機作出相應控制，使車廂內溫度穩定在設定溫度附近。
（1）若以車廂內的空氣作為被控對象，下列關于該制冷控制系統的說法中正確的是（　　）
A．控制方式為開環控制
B．控制量為微處理器輸出信號
C．輸入量是鼓風機從車廂外鼓入的熱空氣
D．檢測裝置是溫度傳感器
（2）關于該溫度控制系統中不屬于干擾因素的是（　　）
A．車窗的開閉 B．車載空調電源電壓不穩定
C．誤觸按鈕導致設定溫度偏高 D．微處理器輸出信號異常
12．小明老家種了十畝彌猴桃，他設計了一種如圖1所示的灌溉器，利用村鎮自來水對田間進行灌溉來實現對土壤濕度的控制。在實際使用過程中，小明發現該裝置在中午、晚飯時段容易受干擾，從而影響灌溉效率。為此，他進行了如圖2所示的改進設計，從對土壤濕度控制的角度分析，下列選項中正確的是（　　）
A．圖一設計方案是人工控制，圖二設計方案是自動控制
B．圖一中題目中所說的影響灌溉效率的干擾因素主要是氣溫的變化
C．圖二中的傳感器位置會影響閥門開啟時間的長短，它屬于干擾因素
D．這二個控制系統的被控對象都是土壤
13．如圖所示，這是某款可設定水溫的車載保溫杯。它的工作原理如下：溫度傳感器自動檢測杯子里面水的溫度，并與設定溫度值進行比較，實現對加熱器的控制，從而使水保持恒溫。下列關于保溫杯溫度控制系統說法中正確的是（　　）
A．控制手段屬于手動控制 B．控制方式屬于開環控制
C．被控對象是溫度傳感器 D．執行器是加熱器
14．自動駕駛控制技術包括車道保持系統(LKA)、自適應巡航控制系統(ACC)、自動泊車系統(AP)、緊急制動(AEB)和衛星導航系統等：
車道保持系統(LKA)：使汽車遵循道路標志和聲音警告并在車輛開始偏移車道時調整方向，保證汽車沿著目標車道線行駛。
自適應巡航控制系統(ACC)：使汽車和前面的車輛始終保持一個安全的距離，確保無人駕駛汽車的安全性。
自動泊車系統(AP)：使無人駕駛汽車能夠順利地實現在停車位的倒入和離開。
緊急制動系統(AEB)：使汽車在遇到緊急情況時能夠充分有效制動，同時使無人駕駛汽車處于人類的監視和控制范圍之內。
下面關于該自動駕駛系統說法錯誤的是（　　）
A．自動泊車系統(AP)、自適應巡航控制系統(ACC)都屬于自動控制
B．緊急制動系統(AEB)在檢測到與前車車距小于設定值時，緊急制動，該系統為閉環控制
C．汽車開啟自適應巡航模式，在行駛過程中馬路中間突然竄出一條小狗導致行駛速度發生變化，屬于該系統的干擾因素
D．車道保持系統(LKA)的被控對象是汽車
答案解析部分
1．【答案】B
【知識點】控制的手段和方法；閉環控制系統的基本組成
2．【答案】B
【知識點】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
3．【答案】B
【知識點】控制的手段和方法；閉環控制系統的基本組成
4．【答案】C
【知識點】簡單開環控制系統的基本組成和工作過程
5．【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
6．【答案】B
【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
7．【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；簡單控制系統運行的主要干擾因素
8．【答案】B
【知識點】簡單開環控制系統的基本組成和工作過程
9．【答案】C
【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
10．【答案】C
【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
11．【答案】（1）D
（2）C
【知識點】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
12．【答案】D
【知識點】控制的手段和方法；簡單控制系統運行的主要干擾因素
13．【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
14．【答案】B
【知識點】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
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一、控制與設計
1．如圖所示是自動定量配料結構系統示意圖。控制過程如下：自動定量配料系統通電后，料斗中的物料勻速落在落料區，驅動電機開始旋轉，經皮帶運送到稱重區，稱重傳感器根據受力的大小輸出一個電信號，可編程控制器（PLC）將此信號與設定值進行比較，調節運算后，通過變頻器控制驅動電機的轉速，使皮帶每分鐘輸出的物料重量達到設定要求，完成自動定量配料過程。從控制系統的角度，下列關于該自動定量配料系統的說法中正確的是（　　）
A．該系統的控制方式為開環控制 B．控制量是驅動電機的轉速
C．輸入量是稱重區上物料的重量 D．執行器是變頻器
【答案】B
【知識點】控制的手段和方法；閉環控制系統的基本組成
2．如圖所示是簡易旋轉倒立擺控制系統示意圖。該控制系統可以使擺桿保持豎直倒立狀態，其工作原理是設定擺桿處于豎直倒立狀態時精密電位器輸出的電壓值，當擺桿由于外界作用力破壞其穩定性向一側倒下時，精密電位器的阻值變化，從而改變了輸出電壓并將信息傳送到單片機與設定值進行比較，單片機輸出控制信號，通過驅動電路控制電機的轉速和轉向，帶動旋臂水平轉動，使擺桿重新保持豎直倒立狀態。下列關于該控制系統分析不正確的是（　　）
A．控制量是旋臂的轉速和轉向
B．電機運行產生的振動不屬于干擾因素
C．驅動電路和電機屬于執行器
D．精密電位器輸出的信號屬于系統的反饋信號
【答案】B
【知識點】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
3．如圖所示，某數控機床的基本組成包括加工程序載體、數控裝置、伺服驅動裝置、機床主體和其他輔助裝置。其中伺服系統是數控機床的重要組成部分，用于實現數控機床的進給伺服控制和主軸伺服控制。伺服系統的作用是把接受來自數控裝置的指令信息，經功率放大、整形處理后，轉換成機床執行部件的直線位移或角位移運動。測量元件將數控機床各坐標位的實際位移值檢測出來并經反饋系統輸入到機床的數控裝置中，數控裝置對反饋回來的實際位移值與指令值進行比較，并向伺服系統輸出達到設定值所需的位移量指令。關于該數控機床說法不正確的是（　　）
A．數控機床控制系統為閉環控制
B．控制量是向伺服系統輸出的達到設定值所需的位移量
C．給定量是數控機床各坐標軸的設定位移值
D．被控對象是機床主體
【答案】B
【知識點】控制的手段和方法；閉環控制系統的基本組成
4．如圖所示是自動扶梯控制示意圖。當傳感器檢測到人體信號時，控制器控制電動機加速轉動，帶動驅動齒輪轉動，使階梯加速運動；當傳感器檢測到階梯上沒有人時，階梯減速運動。下列關于該控制系統分析中正確的是（　　）
A．該控制系統有反饋 B．扶梯上有人是干擾因素
C．執行器是電機 D．控制量是階梯的運動速度
【答案】C
【知識點】簡單開環控制系統的基本組成和工作過程
5．如圖所示的墻體彩繪機，工作人員將要打印的圖形信息輸入電腦，操作系統把圖片解碼成打印所需要的信號送入主控制箱，主控制箱通過步進電機帶動絲杄轉動，使Ⅹ轱導軌上下運動；小車控制箱根據接收到的主控箱信號，利用直流伺服電機使噴印小車在Ⅹ軸導軌上左右運動；噴印小車配合供墨子系統在指定位置打印出特定的顏色。以下關于噴印小車運動控制子系統的說法中不正確的是（　　）
A．被控對象為噴印小車 B．直流伺服電機是執行器
C．地面的平整度為干擾因素 D．X軸導軌的抖動屬于干擾因素
【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
6．（2021·浙江模擬）如圖所示為一款四旋翼無人機及其控制示意圖。四旋翼飛行器的所有姿態和位置的控制都是通過調節四個驅動電機的轉速實現。當無人機處于懸停控制模式時，能根據設定值在空中保持靜止。下列關于無人機懸停控制系統的說法中不合理的是（　　）
A．該控制系統屬于閉環控制系統
B．該控制系統的被控量是無人機
C．空中氣流變化屬于干擾因素
D．該控制系統的控制手段是自動控制
【答案】B
【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
7．如圖所示是某液壓馬達轉速控制系統,控制信號通過放大器放大,輸出電流給電液伺服閥,來控制液壓流量,實現液壓馬達的轉速控制。下列關于該控制系統的分析中不正確的是（　　）
A．控制方式是開環控制
B．控制量是流過電流伺服閥的液壓流量
C．放大器的放大精度影響馬達的轉速控制精度
D．負載的變化不屬于干擾因素
【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；簡單控制系統運行的主要干擾因素
8．如圖a所示的“穩拍器”能保持拍攝設備的相對穩定，如圖b所示是“穩拍器”的原理框圖。加速度和陀螺儀傳感器將“攝像設備”的姿態反饋給中央MCU處理單元，中央MCU單元根據檢測到的“攝像設備”的姿態和運動情況，去控制電機做相應的動作，電機動作使“攝像設備”保持相對穩定狀態，拍出來的照片更清楚，錄制的錄像更穩定。下列關于該控制系統的分析中正確的是（　　）
A．被控對象是電機 B．拍攝中的晃動屬于干擾因素
C．執行器是中央MCU單元 D．控制量是“攝像設備”的姿態
【答案】B
【知識點】簡單開環控制系統的基本組成和工作過程
9．（2020高三上·浙江月考）某校科技興趣小組制作了人臉識別的門控系統，其基本工作過程是：安裝在門框上的攝像頭檢測到人臉數據，并傳輸至樹莓派主板，樹莓派根據編寫好的python程序語言進行分析、處理，與已存面部數據進行比較，若對比成功，則通過電機開門，否則蜂鳴器報警。下列關于該控制系統的分析正確的是（　　）
A．攝像頭是反饋裝置的組成部分
B．樹莓派上的python程序語言是控制器
C．門和蜂鳴器都作為系統的被控對象
D．工作過程中存在比較，故控制方式為閉環
【答案】C
【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
10．長沙近2000輛公交車完成了智能化、網聯化改造，經過改造升級的公交車具有路口紅綠燈顯示、自動統計乘客人數、規范司機駕駛行為、提升安全等功能。其中路口紅綠燈顯示功能的工作原理如下：公交車行駛至某一路口，由計算機控制中心根據定位，通過交通信息中心的路口信息網絡進行聯系，將路口信號燈信息在車后顯示屏上顯示出來，大大方便了后方車輛的行駛與安全。關于紅綠燈信息顯示系統，以下分析正確的是（　　）
A．該系統的控制方式為閉環控制
B．被控對象為公交車
C．輸出量為顯示屏中的路燈指示信息
D．不同路口的路燈信息是影響該系統的干擾因素
【答案】C
【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
11．車載空調的制冷控制系統主要由冷凝器、膨脹閥、微處理器、鼓風機、蒸發器、壓縮機、制冷劑儲液干、燥器等組成，壓縮機和膨脹閥協同工作使制冷劑循環制冷，鼓風機將車廂外的熱空氣吹經蒸發器使空氣溫度降低并送入車廂內。制冷時，溫度傳感器采集車廂內實際溫度，微處理器根據設定溫度與實測溫度對壓縮機、膨脹閥和鼓風機作出相應控制，使車廂內溫度穩定在設定溫度附近。
（1）若以車廂內的空氣作為被控對象，下列關于該制冷控制系統的說法中正確的是（　　）
A．控制方式為開環控制
B．控制量為微處理器輸出信號
C．輸入量是鼓風機從車廂外鼓入的熱空氣
D．檢測裝置是溫度傳感器
（2）關于該溫度控制系統中不屬于干擾因素的是（　　）
A．車窗的開閉 B．車載空調電源電壓不穩定
C．誤觸按鈕導致設定溫度偏高 D．微處理器輸出信號異常
【答案】（1）D
（2）C
【知識點】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
12．小明老家種了十畝彌猴桃，他設計了一種如圖1所示的灌溉器，利用村鎮自來水對田間進行灌溉來實現對土壤濕度的控制。在實際使用過程中，小明發現該裝置在中午、晚飯時段容易受干擾，從而影響灌溉效率。為此，他進行了如圖2所示的改進設計，從對土壤濕度控制的角度分析，下列選項中正確的是（　　）
A．圖一設計方案是人工控制，圖二設計方案是自動控制
B．圖一中題目中所說的影響灌溉效率的干擾因素主要是氣溫的變化
C．圖二中的傳感器位置會影響閥門開啟時間的長短，它屬于干擾因素
D．這二個控制系統的被控對象都是土壤
【答案】D
【知識點】控制的手段和方法；簡單控制系統運行的主要干擾因素
13．如圖所示，這是某款可設定水溫的車載保溫杯。它的工作原理如下：溫度傳感器自動檢測杯子里面水的溫度，并與設定溫度值進行比較，實現對加熱器的控制，從而使水保持恒溫。下列關于保溫杯溫度控制系統說法中正確的是（　　）
A．控制手段屬于手動控制 B．控制方式屬于開環控制
C．被控對象是溫度傳感器 D．執行器是加熱器
【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
14．自動駕駛控制技術包括車道保持系統(LKA)、自適應巡航控制系統(ACC)、自動泊車系統(AP)、緊急制動(AEB)和衛星導航系統等：
車道保持系統(LKA)：使汽車遵循道路標志和聲音警告并在車輛開始偏移車道時調整方向，保證汽車沿著目標車道線行駛。
自適應巡航控制系統(ACC)：使汽車和前面的車輛始終保持一個安全的距離，確保無人駕駛汽車的安全性。
自動泊車系統(AP)：使無人駕駛汽車能夠順利地實現在停車位的倒入和離開。
緊急制動系統(AEB)：使汽車在遇到緊急情況時能夠充分有效制動，同時使無人駕駛汽車處于人類的監視和控制范圍之內。
下面關于該自動駕駛系統說法錯誤的是（　　）
A．自動泊車系統(AP)、自適應巡航控制系統(ACC)都屬于自動控制
B．緊急制動系統(AEB)在檢測到與前車車距小于設定值時，緊急制動，該系統為閉環控制
C．汽車開啟自適應巡航模式，在行駛過程中馬路中間突然竄出一條小狗導致行駛速度發生變化，屬于該系統的干擾因素
D．車道保持系統(LKA)的被控對象是汽車
【答案】B
【知識點】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
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