高中通用技术学考复习11控制及其设计课时2练习含答案

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训练11　控制及其设计课时21.(2023浙江9+1联盟高二期中考试)如图所示的汽车发动机智能启停系统,它与车身控制模块(BCM)、空调系统(HVAC)、发动机管理单元(EMS)等协调工作。该控制系统由蓄电池、启动电机、发电机、离合传感器、空挡传感器、启停开关等组成,其工作原理是:在停车状态下,驾驶员踩下制动踏板,智能启停系统控制单元(ECU)自动检测到发动机空转且没有挂挡;车轮转速传感器显示为零;电池传感器检测有足够的电量进行下一次启动,满足这三个条件后,发动机自动停止。在启动阶段,驾驶员松开制动踏板,就可以快速地启动发动机。关于该汽车发动机智能启停系统的说法,不正确的是(　　)A.被控对象是发动机B.空调系统(HVAC)耗电过量,发动机不会自动停止C.控制器是控制单元(ECU)D.该系统应采用闭环控制方式,以提高控制的稳定性2.(2023浙江临新两地联考)可变桨距恒定功率风力发电控制系统如图所示。当功率传感器检测到发电功率高于设定值时,变浆控制器控制调速装置改变桨距角β,使风轮转速减慢,降低发电机的发电功率,反之则反向改变浆距角β使风轮转速加快,提高发电功率,使发电机的发电功率保持在设定值附近。下列关于该恒定功率发电控制系统的分析不正确的是(　　)A.该系统为闭环控制系统B.系统的被控对象是发电机C.被控量是实际发电功率D.系统只需功率传感器即可完成反馈过程3.(2023浙江温州三模)小明想设计一个喷泉喷水控制系统,下列关于喷泉喷水控制系统的分析合理的是 (　　)A.在喷头附近安装传感器,有声音响起时开始喷水,声音结束时停止喷水B.可以用水泵控制开关,控制水的流量和喷泉的高度,所以水泵为控制器C.喷头的形状和旋转方向控制喷泉的喷水形态,所以喷头是执行器D.增加灯光控制系统,实现灯的闪烁和颜色变化,提高喷泉的观赏效果4.(2023浙江湖丽衢三地联考)如图所示的鸡蛋分拣系统,包含托盘输送子系统、图像分析子系统和机械臂分拣子系统,其工作过程为:传感器1检测到托盘时,传送带1暂停,PLC控制相机拍摄鸡蛋透光图像并传送至计算机,计算机运行图像识别算法识别出裂壳蛋,并发送其在托盘中的孔位信息给PLC,传送带恢复运行;当存在裂壳蛋的托盘被传感器2检测到时,传送带2暂停,PLC根据孔位信息控制机械臂将裂壳蛋依次拣至收集盒。下列关于机械臂分拣子系统的分析不合理的是(　　)A.输入量是裂壳蛋的孔位信息B.传感器2松动偏移是干扰因素C.控制器是计算机D.控制方式是开环控制5.(2023浙江绍兴模拟)如图所示的货箱封装检测分拣系统(图a为系统示意图,图b为系统框图模型),包含货箱传输子系统、封装子系统和分拣子系统。其工作过程为:待封货箱等间距整齐排列在传送带Ⅰ上,当位置检测器检测到货箱时,传送带Ⅰ暂停;工控机控制机械手对货箱进行封装;封装检测器检测货箱是否封装完好并将检测信息传递至工控机,若货箱未封装好,则工控机控制推动杆将未封装好的货箱推至传送带Ⅱ上,若货箱封装完好,则推动杆不推动货箱。下列关于分拣子系统的分析合理的是 (　　)图a图bA.输入量为位置检测器传递给工控机的信号B.分拣速度是分拣子系统的被控量C.分拣子系统采用的是开环控制方式D.货箱是否封装好属于分拣子系统的干扰因素6.(2023浙江台州二模)如图所示的电容检测切断系统,包含电容传送子系统、电容检测子系统和电容切断子系统,其工作过程为:上一道工序完成的一组6个电容通过传送带传送到探针位置时,传送带暂停;探针下降检测,检测数据传送到工控机;传送带继续运行,当电容传送到切刀位置时,传送带暂停,工控机根据检测数据判断不合格电容的位置,控制相应位置的切刀下降,切断不合格电容,合格电容继续传送到下一道工序。下列关于电容切断子系统的分析合理的是(　　)A.探针的升降是该子系统的输入量B.切刀卡住是该子系统的干扰因素C.合格的电容是该子系统的输出量D.电容切断子系统采用了闭环控制方式7.下列两图分别是瓦特蒸汽机的结构示意图和转速自动控制系统原理图。如图所示,套筒与阀门连在一起,当由于某种外界原因(如蒸汽机的负载减小)导致蒸汽机的转速加快时,飞球离心力增大,套筒向上移动,阀门通孔截面积减少,蒸汽流速降低,蒸汽机汽缸内压力减少,最后使其转速下降。(1)请补充完整蒸汽机转速自动控制系统方框图。(2)在蒸汽机的转速控制过程中,当被控量发生变化时,执行器的状态　　　　(选填“会”或“不会”)发生变化;除了设定转速的变化引起被控量变化以外,其他能引起被控量变化的一切因素统称为　　　　　　。 8.板材轧制厚度控制系统如图所示。工作时测厚仪对板材实际轧出的厚度进行实时检测,并根据实测值与给定值相比较后的偏差信号,通过厚度自动控制装置,给传动机构下达指令,改变轧辊的位置、张力或轧制速度,把板材厚度控制在允许偏差范围之内。请根据示意图及描述,完成以下任务:(1)该系统的控制方式属于　　　　(在“A.闭环控制;B.开环控制”中选择合适的选项,将序号填入“　　　　”处)。 (2)系统设计时,需要对轧辊位置、张力大小或轧制速度进行计算并反复调试,体现了系统分析的　　　　(在“A.整体性原则;B.科学性原则;C.综合性原则”中选择合适的选项,将序号填入“　　　　”处)。 (3)下列不属于该控制系统干扰因素的是　　　　(在“A.板材厚度设定值改变;B.轧辊的磨损;C.测厚仪精度降低”中选择合适的选项,将序号填入“　　　　”处)。 (4)L的长度对控制系统的影响分析合理的是　　　(在“A.增大L,信号传输时间变长;B.增大L,厚度偏差检测滞后;C.L变化对控制没有影响”中选择合适的选项,将序号填入“　　　”处)。 (5)已知轧辊为标准的圆柱体,轧辊一端需要连接传动齿轮,轧辊头部的设计方案最合理的是　　　。 9.某公司开发的一款即热式饮水机的结构原理示意图如图所示,用户可以预先设定出水量,按下出水按钮后,控制模块控制水泵工作,向加热器不断地注入冷水,同时控制模块接通加热器的加热电源,冷水流过加热器的同时就被加热了,通过管道流出的就是热水,当出水量达到预设值时自动停止。请分析该控制系统回答以下各小题。(1)该即热型饮水机的出水控制系统的控制手段和控制方式分别是　　　、　　　(在“A.人工控制;B.自动控制;C.开环控制;D.闭环控制”中选择合适的选项,填入“　　　”中)。 (2)下列因素是该即热型饮水机的出水控制系统的干扰因素的是　　　(在“A.冷水的温度;B.加热器的功率;C.控制模块的控制精度”中选择合适的选项,填入“　　　”中)。 (3)该即热式饮水机投入市场后,获得了较好的反应。为了更好地改进产品,该公司进行了大量的市场调研,发现很多用户除了需要100 ℃开水,还需要50 ℃温水泡奶粉,70 ℃热水泡蜂蜜,90 ℃热水泡红茶等。于是公司对研发部门提出了新的设计要求,该公司发现问题的途径是　　　　　(在“A.观察日常生活;B.收集和分析信息;C.技术研究与技术试验”中选择合适的选项,填入“　　　”中)。 (4)针对上述问题,研发小组提出了通过改变加热器中冷水流速的方法实现温度控制的设计方案,如果出水温度较低,则水泵的阀门开小一点,反之则开大一点,以实现对出水温度的自动控制。在设计该温度控制系统时,应选用的传感器为　　　　(在“A.温度传感器;B.流速传感器;C.力敏传感器”中选择合适的选项,填入“　　　”中),该传感器放的位置应为　　　(在“A.冷水出水口;B.水泵出水口;C.热水出水口”中选择合适的选项,填入“　　　”中)。 课时21.D　空调系统用电会对整个电路的电压产生影响;系统没有对系统的输出量进行检测,是开环控制系统。2.D　该恒定功率发电控制系统方框图如下图所示,系统完成反馈过程需要功率传感器和比较器。3.D　由声音信号控制喷水状态易受干扰(如水流的声音),A错误;水泵为执行器,喷头为被控对象,B、C错误。4.C　机械臂分拣子系统工作时,PLC根据孔位信息控制机械臂将裂壳蛋依次拣至收集盒,是开环控制系统,裂壳蛋的孔位信息是输入量,PLC是控制器,机械臂是执行器。传感器2松动偏移会造成存在裂壳蛋的托盘位置偏移,进而导致裂壳蛋的孔位偏移,裂壳蛋不会被拣出,因此是干扰因素。选C。5.C　注意这里有两个控制系统。分拣子系统的输入量是封装是否完好,控制器是工控机,执行器是推动杆,被控量是不推或将货箱推到传送带2上,所以这是开环。货箱是否封装好是输入量本身的变化。C正确。6.B　输入量是不合格电容的位置,控制器是工控机,执行器是切刀,被控对象是不合格电容,输出量是不合格电容被切断,为开环控制。B正确。7.答案 (1)执行器:阀门　控制对象:蒸汽机汽缸(或汽缸、蒸汽机)　被控量:蒸汽机转速　飞球:检测装置(2)会　干扰因素8.答案 (1)A　(2)B　(3)A　(4)B　(5)C9.答案 (1)B　C　(2)C　(3)B　(4)A　C