控制与设计练习题

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1、控制与设计练习题1、 控制的三要素是_2、 自动控制_人工控制_3、 开环控制的方框图4、 闭环控制的方框图5、 区别开环和闭环的措施6、通家用调光台灯的灯光亮度控制属于( ) A自动控制 B电子控制 机械控制 D气动控制7、下列有关控制系统工作过程的说法，对的的是( )A信息只能从输入端传至输出端 B信息只能从输出端传至输入端C开环控制系统的信息只能从输入端传至输出端D闭环控制系统的信息只能从输出端传至输入端8、声控灯合用于多种场合，如在公共楼道里安装声控灯既以便，又安全。它与一般的电灯控制电路相比，去掉了手动开关，而增设了声传感器、控制器和电子开关。其中声传感器的敏捷度可调节。以适应不同场

2、合使用的需要。请根据声控灯的功能分析： (1)声控灯控制系统的输入和输出是什么?两者的关系如何? (2)声控灯控制系统的被控量和控制量是什么? (3)声控灯控制系统为什么可以采用开环控制系统?(4)画出声控灯开环控制系统的框图。9家用空调温度自动控制系统是闭环控制，其中反馈环节的作用是( ) A减少输入量 B增长输入量 C稳定输入量 D稳定输出量10家用电视机最容易受到的影响(即干扰因素)是( ) A环境温度 B环境湿度 C风的强度 D电磁干扰11在下面4个控制系统中，属于闭环控制系统的是( ) A电电扇的定期控制系统 B公共楼道路灯延时控制系统 棚室温度恒定控制系统 D商店自动门控制系统12

3、同的传感器输入的信号是不相似的，传感器输出的信号经控制器驱动继电器工作，则( ) A控制器转换输出的应是温度信号 B控制器转换输出的应是声音信号 控制器转换输出的应是亮度信号 D控制器转换输出的应是电流信号13通家用电饭锅的保温控制(用双金属片开关控温)系统为( ) A机械控制的闭环控制系统 B电子控制的闭环控制系统 机械控制的开环控制系统 D电子控制的开环控制系统14用冰箱的温控系统采用闭环控制为了进一步提高其抗干扰的性能设计中采用的措施是( ) A增长反馈环节 B提高压缩机的制冷量 C提高箱体的隔热性能 D阐明书上建议顾客将冰箱远离其她家用电器放置15图所示，有这样一种“黑箱”，其输人、输

4、出关系的数据见下表，则“黑箱”内部也许是 ( ) A交流变压器 B电源稳压器 C日光灯整流器 D电阻分压器输入（直流电压/V）18151296输出（直流电压/V）65432 黑箱输入输出16分析题 公共楼道中使用声控灯控制后，在白天有人通过时灯泡也会点亮。为了克服这一缺陷小黄同窗设计一种方案，其控制系统方框图如下，请分析该方案的控制过程。 输入（光、声信号）控制器电控开关灯泡传感器电流输出（灯的亮、灭）17品评价题 简易调光台灯的设计方案是：在照明电路中灯泡与可变电阻串联通过调节可变电阻的大小来实现灯泡亮度的调节。请你分析评价该设计方案的优缺陷。18在体育课上练习投篮当作一种控制系统，则下列判

5、断错误的是( ) A控制系统的控制器是人的大脑 B控制系统的反馈环节是人的眼睛 C控制系统的执行器是人的手 D控制系统的被控量是篮球19较闭环控制系统和开环控制系统，下列判断错误的是( ) A开环控制系统的控制精度较低 B开环控制系统无反馈环节 闭环控制系统的抗干扰能力强 D闭环控制系统和开环控制系统均有比较器20了减少家用抽水马桶水箱水位的高度，可采用的措施是( ) A增大进水流量 B减少进水流量 调节减少浮球的位置 D调节升高浮球的位置21、干扰因素对控制系统的作用下列说法对的的是( ) A干扰因素仅作用在被控量上 B干扰因素不会作用于开环控制系统 干扰因素的作用都会反映在输出量的变化上

6、D干扰因素是不可以运用的22、环控制系统的调试过程中，当输出量达到设计规定并稳定后( ) A比较器求出的偏差值等于零 B比较器求出的偏差值不小于零 C比较器求出的偏差值不不小于零 D比较器求出的偏差值不小于或不不小于零23、分析题： 在养鸡场给鸡饮水如采用放在地上的一般水槽，容易被鸡踩翻和污染，不能保证水槽中的水量。为此赵明同窗设计了一种挂在空中的鸡用饮水器方案，图为其构造原理示意图。设饮水盘中的虚线为设计水位，当饮水盘水位下降到一定值时，饮水盘重量减轻，弹簧使水阀控制杆向上运动，将出水阀打开，水从进水管流入饮水盘，当水位达到设计高度后，饮水盘重量增长，对拉簧的拉力增长，使水阀控制杆向下运动，

7、关闭水阀。因此，饮水盘中的水位能自动维持在设计高度上。该控制系统中：(1)弹簧的作用是什么?(2)画出自动饮水机的控制系统框图。专项 控制与设计知识框架控制与设计控制的含义控制的含义控制的应用控制的手段简朴控制系统的分析开环控制系统的基本构成和工作过程闭环控制系统的基本构成和工作过程控制系统的方框图控制系统的干扰因素简朴控制系统的设计功能模拟措施和思维措施控制系统的设计方案复习要点 1理解控制对象、控制目的和控制手段。理解控制在生产过程中对压力、温度、水位、光照、流量的控制；理解生活中电冰箱、洗衣机、空调机等现代化生活用品的控制技术，会分析典型的案例。 2理解手动控制和自动控制的区别，理解机械

8、控制、气动控制、液压控制、电子控制的区别熟悉简朴的开环控制系统和闭环控制系统的基本构成和简朴的工作过程。 3能画出一种简朴的闭环控制系统的方框图，能拟定系统的各个环节(被控对象、执行器、控制器、反馈环节)；能拟定被控量(输出量)、控制量、输入量、反馈量、偏差量；能用箭头表达信息在系统中流动和传递的方向。理解其中的控制器、执行器、比较环节和反馈环节的作用。 4能结合案例找出影响简朴控制系统运营的重要干扰因素并能分析尽量避开或克制干扰因素对控制系统影响的措施。能用功能模拟措施、黑箱措施对简朴控制系统的构成方框及其作用进行分析。 5理解简朴的被控对象的基本特性，能拟定被控量、控制量、画出控制系统的方

9、框图，并形成初步的控制设计的方案。 6能根据开环控制系统的设计方案，制作一种控制装置，学会调试运营，提出改善方案。重点提示 1控制的实现需要通过一定的手段从控制过程中人工干预的情形辨别，控制可分为人工控制和自动控制。按照控制中执行部件的不同，控制可分为机械控制、气动控制、液压控制、电子控制等。控制方式也也许是综合的。 2控制系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响的控制系统成为闭环控制系统。 与开环控制系统框图不同，闭环控制系统中信息流经一种闭合环路，将输出信号反传给比较环节，我们把这种做法称做反馈。没有反馈也就没有闭环，没有反馈的控制系统即为开环控制系统。 3在控制系统中，除输入量(给定

10、值)以外，引起被控量(输出量)变化的多种因素称为干扰因素。一种控制系统的干扰因素往往不止一种，所有控制系统在工作运营过程中都会受到干扰。因此设计一种控制系统，必须学会分析这个控制系统也许有哪些干扰因素，以及这些干扰因素是如何影响系统正常运营的。从而尽量避开或克制干扰因素对控制系统的影响。如果一种控制系统可以较好地避开或克制干扰，我们就觉得这个控制系统有较好的抗干扰性。 4对于控制系统的设计方案的形成还必须分析并明确如下某些具体的问题。 (1)分析被控对象的基本特性。理解被控对象在正常的工作状态下，其输出量与输入量之间的关系，分析控制系统有哪些干扰因素，输出与干扰因素有何关系。 (2)分析被控量

11、与控制量。如以分析声控灯系统为例，声音是输入信号，被控对象是灯泡，被控量是灯的亮灭，控制量是电流。 (3)拟定控制系统的构成方案。在以上分析的基本上，根据被控对象的基本特性；根据控制精度、抗干扰性、经济性等方面，拟定控制系统是开环控制系统还是闭环控制系统。 (4)绘制控制系统的框图。按拟定的设计方案绘制控制系统的框图，框图内容的体现规定完整。例题解析 【例1】一般家用调光台灯的灯光亮度控制属于( ) A自动控制 B电子控制 机械控制 D气动控制 答案：B （分析） 本题考察“控制的手段与措施”。所谓自动控制和手动控制是以控制过程中人工干预的不同情形来辨别的。家用调光台灯的灯光亮度的调节一般是用

12、转动开关旋钮来实现的，故属于手动控制。若按照控制系统执行部件的不同来辨别，控制又可分为机械控制、气动控制、电子控制等，家用调光台灯灯光亮度的调节是通过变化电子元件来实现的，故属于电子控制。 【例2】下列有关控制系统工作过程的说法，对的的是( ) A信息只能从输入端传至输出端 B信息只能从输出端传至输入端 C开环控制系统的信息只能从输入端传至输出端 D闭环控制系统的信息只能从输出端传至输入端 答案：C （分析）本题考察控制系统的工作过程与方式。控制系统在l_作过程中，若从信息的传播过程分析归类可以把控制系统提成开环控制系统和闭环控制系统两类。开环控制系统的构造和原理比较简朴，信息只从输入端传至输

13、出端，仅有一条途径。它的缺陷是控制的精确度不高。闭环控制系统的构造和原理比较复杂，信息流经的途径有两条，一条是输入端传至输出端，另一条是将输出端信息反传到输入端的比较环节。它的长处是有较高的控制精度和较强的抗干扰性能。 【例3】 自动门的工作过程为：当门口没有人时，门是关闭的；当有人来到门口时门自动打开；当人离开门口一段时间后，门又自动关闭。请根据上述的功能规定完毕如下设计内容： (1)拟定自动门的技术规定。 (2)如何实现自动门的打开和闭合。(提示：可以参照教科书97页的齿轮齿条构造) 提示(1)自动门的技术规定可设计为当人距离门1m(也可其她值)时，门自动打开；在无人走动的状况下门打开延迟

14、l0s(也可其她值)后，门自动关闭；门启动的宽度应为两门的宽度之和。 (2)自动门打开和闭合可选择电动机(转动变移动构造)来实现，工作原理为电动机正转门打开；电动机反转门闭合。装置构造可采用齿轮齿条构造。门启动和闭合的行程还必须有行程开关控制。 （分析）本题考察控制系统方案的设计。、设计一种控制系统需要拟定其技术规定，自动门的技术规定一般是指当人离门为多少距离时门自动打开：门打开延迟多少时间后自动关闭；门启动的宽度为多大。根据门的构造和重量拟定采用执行装置的类型。 【例4】声控灯合用于多种场合，如在公共楼道里安装声控灯既以便，又安全。它与一般的电灯控制电路相比，去掉了手动开关，而增设了声传感器

15、、控制器和电子开关。其中声传感器的敏捷度可调节。以适应不同场合使用的需要。请根据声控灯的功能分析： (1)声控灯控制系统的输入和输出是什么?两者的关系如何? (2)声控灯控制系统的被控量和控制量是什么? (3)声控灯控制系统为什么可以采用开环控制系统? (4)画出声控灯开环控制系统的框图。 提示 (1)声控灯控制系统的输入量是声响；输出量是灯泡中的电流。两者的关系是声强达到某给定值时灯亮：声强达不到某给定值时灯灭。 (2)声控灯控制系统的被控量是灯的亮、灭，控制量是电流。 (3)声控灯控制系统只有灯亮与灯灭两种运营状态，不需要对输出量的误差进行控制，因此，可以采用开环控制系统。(4)声控灯开环

16、控制系统的框图如图所示：输入（声音信号）控制器开关（执行器）灯泡（被控对象）传感器电流输出（灯的亮灭） （分析）本题考察控制系统方案的设计，考察的知识点较多。声控灯是一种典型的控制系统案例，控制系统的输入量就是控制系统的给定量，它可以是设定的参数，如时间、温度等；也可以是输入的信号，如声音、光照等。输出量(即被控量)是指控制系统所要控制的量，如水位、流量等。控制量是指执行器的输出量，如电动机的转速、阀门的开度等。控制系统的控制方式(开环或闭环)是由控制系统与否需要反馈环节来决定的。自主练习 一、基本题1家用空调温度自动控制系统是闭环控制，其中反馈环节的作用是( ) A减少输入量 B增长输入量

17、C稳定输入量 D稳定输出量2家用电视机最容易受到的影响(即干扰因素)是( ) A环境温度 B环境湿度 C风的强度 D电磁干扰3在下面4个控制系统中，属于闭环控制系统的是( ) A电电扇的定期控制系统 B公共楼道路灯延时控制系统 棚室温度恒定控制系统 D商店自动门控制系统4不同的传感器输入的信号是不相似的，传感器输出的信号经控制器驱动继电器工作，则( ) A控制器转换输出的应是温度信号 B控制器转换输出的应是声音信号 控制器转换输出的应是亮度信号 D控制器转换输出的应是电流信号5一般家用电饭锅的保温控制(用双金属片开关控温)系统为( ) A机械控制的闭环控制系统 B电子控制的闭环控制系统 机械控

18、制的开环控制系统 D电子控制的开环控制系统6家用冰箱的温控系统采用闭环控制为了进一步提高其抗干扰的性能设计中采用的措施是( ) A增长反馈环节 B提高压缩机的制冷量 C提高箱体的隔热性能 D阐明书上建议顾客将冰箱远离其她家用电器放置7如图所示，有这样一种“黑箱”，其输人、输出关系的数据见下表，则“黑箱”内部也许是 ( ) A交流变压器 B电源稳压器 C日光灯整流器 D电阻分压器输入（直流电压/V）18151296输出（直流电压/V）65432 黑箱输入输出 8分析题 公共楼道中使用声控灯控制后，在白天有人通过时灯泡也会点亮。为了克服这一缺陷小黄同窗设计一种方案，其控制系统方框图如下，请分析该方

19、案的控制过程。 输入（光、声信号）控制器电控开关灯泡传感器电流输出（灯的亮、灭）9作品评价题 简易调光台灯的设计方案是：在照明电路中灯泡与可变电阻串联通过调节可变电阻的大小来实现灯泡亮度的调节。请你分析评价该设计方案的优缺陷。 二、拓展题10把在体育课上练习投篮当作一种控制系统，则下列判断错误的是( ) A控制系统的控制器是人的大脑 B控制系统的反馈环节是人的眼睛 C控制系统的执行器是人的手 D控制系统的被控量是篮球11比较闭环控制系统和开环控制系统，下列判断错误的是( ) A开环控制系统的控制精度较低 B开环控制系统无反馈环节 闭环控制系统的抗干扰能力强 D闭环控制系统和开环控制系统均有比较

20、器12为了减少家用抽水马桶水箱水位的高度，可采用的措施是( ) A增大进水流量 B减少进水流量 调节减少浮球的位置 D调节升高浮球的位置13有关干扰因素对控制系统的作用下列说法对的的是( ) A干扰因素仅作用在被控量上 B干扰因素不会作用于开环控制系统 干扰因素的作用都会反映在输出量的变化上 D干扰因素是不可以运用的14在闭环控制系统的调试过程中，当输出量达到设计规定并稳定后( ) A比较器求出的偏差值等于零 B比较器求出的偏差值不小于零 C比较器求出的偏差值不不小于零 D比较器求出的偏差值不小于或不不小于零15分析题 如果人从自动门前通过而不进门，自动门也会自动打开。这个干扰作用于控制系统的

21、哪个环节?你有什么改善的措施?16分析题 若抽水马桶的进水阀门漏水，会产生什么状况?对系统构件有何影响?17分析题 在养鸡场给鸡饮水如采用放在地上的一般水槽，容易被鸡踩翻和污染，不能保证水槽中的水量。为此赵明同窗设计了一种挂在空中的鸡用饮水器方案，图为其构造原理示意图。设饮水盘中的虚线为设计水位，当饮水盘水位下降到一定值时，饮水盘重量减轻，弹簧使水阀控制杆向上运动，将出水阀打开，水从进水管流入饮水盘，当水位达到设计高度后，饮水盘重量增长，对拉簧的拉力增长，使水阀控制杆向下运动，关闭水阀。因此，饮水盘中的水位能自动维持在设计高度上。该控制系统中：(1)弹簧的作用是什么?(2)画出自动饮水机的控制

22、系统框图。18评价题 家用电饭锅因使用以便而被广泛使用。请根据你的使用体验，对家用一般电饭锅的安全性、控制精度(从饭的口感判断)、适应性(能否做其她烹饪)作出评价，并提出改善建议。专项八 控制与设计l D 2 D 3 C 4 D 5 A 6C 7 D 10 D 11 D 12 C 13 C 14 A8. 一般声控灯在白天有人通过楼道时灯泡也会点亮，这是不必要的为了克服这一缺陷，在声控系统中增长了光控环节，光控开关受光信号控制，在白天光线强时，光传感器将接受的信号传送给光控制器光控制器输出控制信号将光控开关打开，这样白天灯泡就不会点亮了。9简易调光台灯可实现亮度调节的功能，工作原理和制作工艺简朴

23、，工作过程是通过调节可变电阻的大小米变化灯泡两端的电压，从而使灯泡亮度变化，这是它的长处。但由于灯泡与可变电阻串联可变电阻器也要消耗电能且体积较大，调节操作不以便，安全性差因此，日前市场上的调光灯普遍使用电子元件实现调压。15如果自动门设计的技术规定是人离门lm的距离内门自动启动，则人从自动门lm前通过并不进门，自动门也会自动打开。因素是传感器无法拟定人走的方向，这个干扰因素作用于控制系统的输人环节即传感器上。改善的措施是在自动门的两侧加上护栏(抗干扰措施)，使近门的区域内人不能横向通过；在自动门前设立台阶。16. 若抽水马桶的进水阀门漏水，实际水位将超过设定值，该系统对这个水位的误差值是不能

24、控制的只有将水箱的水放去井排除进水阀的故障，才干使水位重新回到设定值。当水箱水位升高后来，浮球受到的浮力增长，浮球有往上移动的趋势，对系统中连杆机构的作用力增长，对阀门的压力增长，构件有被弯曲和损坏的也许。为了避免这种现象和水溢出水箱，在抽水马桶的水箱中应装有防溢出水管道。17(1)弹簧有两个作用，一是检测水位的变化，二是控制水阀的开和关。 (2)控制系统的框图如下：给定水位输入+水位差弹簧控制水阀饮水盘弹簧检测实际水位 输出_ 反馈18、对家用一般电饭锅的可靠性、控制精度、适应性作出的评价如下：(1)家用一般电饭锅的可靠性较高，使用安全。在控制电路中均装有热熔断器，当浮现意外时，热熔断器会自动切断电源，起到保护作用。(2)家用一般电饭锅的控制精度重要决定于磁性温控元件和双金属片温控元件的性能。控制精度能满足使用的需求，米饭口感好。(3)家用一般电饭锅只能用来煮饭，没有煮粥的功能适应性一般。