第三单元 系统及其设计 知识点题库

同济大学的学生在上海的部分路口做了一次实地调查,对人行横道信号灯的时间作了一次测算。在广灵二路和中山北路的交叉口,红灯的时间为64秒,绿灯的时间为42秒;在曲阳路玉田路口,红灯的时间长达126秒,绿灯的时间仅有34秒;淮海中路淡水路,红灯的时间为92秒,绿灯的时间为21秒;在有些路段,绿灯的时间甚至更短。正常成年人按照正常的步行速度通过一个最常见的双向6车道的马路需要20~25秒,而老年人以较慢的步行速度则需要35~50秒。由于缺乏足够的通行时间,所以老人、小孩很难在限定时间内穿过马路,容易造成安全事故。

根据材料回答问题:

  1. (1) 根据材料,当地交通部门当时在对这些路段人行横道信号灯的时间设置进行系统分析时,没有遵循(   )
    A . 科学性原则 B . 整体性原则 C . 相关性原则 D . 综合性原则
  2. (2) 针对这种情况,交通部门需要对其进行优化。那么影响本次系统优化的因素是(   )
    A . 一个绿灯的时间内需要通过的总人数 B . 该路段的车流量 C . 道路的宽度 D . 红灯、绿灯的持续时间
某村,人力兴旺,资源充足,但不富裕,经分析发现,由于交通闭塞,本地区的资源优势不能输出利用,外地的新技术、新物流也难以输入本村,严重影响了本村脱贫致富。乡政府决定加大资金投入改善村里的交通状况,修建了一条通往村里的公路。事实证明,修路后村民迅速脱贫并一天天富裕起来。这属于(   )
A . 专业化带来的优化 B . 创新、革新产生的优化 C . 联合、协作产生的优化 D . 新的投入产生优化
下面的事列体现了系统的特性依次是(   )

①人们往往希望汽车跑得又快又省油,但车速过快会格外耗油,有个折衷的最适当的速度叫经济速度,最省油;②舍不得孩子套不住狼;③人类的进化;④病人从住院到出院这段时间内,医生常常会开不同的药方;⑤俗话说:“一动百动”。

A . 目的性、整体性、相关性、环境适应性、动态性 B . 目的性、整体性、环境适应性、动态性、相关性 C . 整体性、整体性、环境适应性、环境适应性、动态性 D . 目的性、整体性、相关性、动态性、环境适应性
学校上下学时段,由于学生过人行斑马线较多,造成交通拥堵,某市决定在此建造天桥解决拥堵问题。市政与某公司签订合同,若工程款总额为3 500万元。总额3 500万元属于(  )
A . 目标函数 B . 约束条件 C . 优化目标 D . 影响优化的因素
如图a所示是一种蒸汽机转速自动控制系统。蒸汽通过蝶阀进入蒸汽机,带动圆锥形齿轮旋转,飞锤做圆周运动。随着蒸汽量的增加,蒸汽机的转速增加,飞锤离心力增大,套筒向上移动,通过杠杆减少蝶阀通孔截面积,蒸汽流速下降,蒸汽机转速下降,从而维持一定转速。

请回答下列问题。

图a

图b

  1. (1) 蒸汽机的转速控制系统的控制方式是,控制手段是。(从“①开环;②闭环;③机械;④电子;⑤气动;⑥液压”中选择合适的选项,将其序号填写在横线处)
  2. (2) 系统设计分析时,需要利用数学工具科学地确定飞锤质量、杠杆支点位置等数据。体现了系统分析的原则(从“①整体性;②科学性;③综合性”中选择合适的一项,并将序号填写在横线处);
  3. (3) 如图b所示是一简易中心型蝶阀的结构示意图。其装配需要以下环节:A.装上大、小垫片;B.衬胶放入阀体内;C.拧紧螺栓固定;D.转轴从上插入阀体;E.放蝶板于衬胶内。合理的装配流程为AC(在横线处填写装配环节的序号)。
如图所示为建筑工地上使用的塔吊起重机,把塔吊起重机看成一个塔吊起重系统,它主要由支撑子系统和传动子系统组成。支撑子系统的主要包括底座和主架,传动子系统主要包括水平机械臂和垂直升降设备。从系统的角度分析,下列说法中不正确的是(  )

A . 塔吊起重系统主要目的是为了将重物搬运到指定地点,体现了系统的目的性 B . 塔吊起重机的支撑子系统和传动子系统相互影响,体现了系统的相关性 C . 塔吊起重系统能在不同的气候环境中正常工作,体现了系统的环境适应性 D . 塔吊起重系统中任何部分出现故障,都将影响系统的正常运行,体现了系统的相关性
如图所示是液体原料定量控制系统。其工作过程是:流量计检测到流出的液体原料流量值,把信号反馈给控制器,与设定的流量值进行比较,达到设定的流量值时,控制器控制桶泵关闭。

在桶泵停止运行后,由于软管中的原料具有惯性会继续流动,导致误差。为了提高计量精度,以下对该系统进行优化的措施中合适的是(在①减少软管的直径;②提高流量计的计量精度;③在软管出口端加电磁阀与桶泵同步控制中选择一项,将序号填写在横线处)。

随着现代农业技术的发展,农机自动驾驶导航系统代替人工转向操作已经成为现代农业的一个重要组成部分,由无线信号系统、导航控制器系统、转角控制系统、终端显示系统组成。农机自动驾驶导航的基本工作原理是:通过导航显示终端设定导航线,无线信号系统内的转角传感器、GNSS接收机获取拖拉机的实时位置和姿态,计算拖拉机与预设导航线的偏离距离和航向,导航控制器,驱动步进电动机转向结构,即时修正拖拉机方向轮的行驶方向。请完成问题:
  1. (1) 从系统角度分析,下列关于农机自动驾驶导航系统的说法正确的是(  )
    A . 农机自动驾驶导航系统由多个子系统构成,体现了系统的综合性 B . 雷雨天气导致信号接收出现异常,体现了系统的环境适应性 C . 无线信号系统实时监测与接受位置信号,体现了系统的动态性 D . 根据拖拉机的实时位置计算并修正偏离距离和航向,体现了系统分析的科学性原则
  2. (2) 为了使拖拉机位置自动准确的控制在预设路线上,以下控制方案更合理的是(  )
    A . 将控制手段改为人工控制 B . 将控制方式改为开环控制 C . 增加传感器检测行驶速度,实现自动驾驶 D . GNSS天线同时接收北斗双频或三频及GPS双频信号
  3. (3) 从控制角度分析,下列说法正确的是(  )
    A . 控制量是电机的转速 B . 控制器是GNSS接收机 C . 被控对象是步进电机 D . 该控制系统属于开环控制
如图所示为涡轮发动机中采用的离心式调速器的工作原理图。图中支架1与发动机轴相连,离心球2铰接在支架1上,并通过连杆3与活塞4相连。在稳定运转状态下,由油箱供给的燃油一部分通过增压泵7增压后输送到发动机,另一部分多余的油则经过油路a、调节油缸6、油路b回到油泵进口处。当外界条件变化引起阻力矩减小时,发动机的转速ω将增高,离心球2将因离心力的增大而向外摆动,通过连杆3推动活塞4向右移动,使被活塞4部分封闭的回油孔间隙增大,因此回油量增大,输送给发动机的油量减小,故发动机的驱动力矩相应地有所下降,机械又重新归于稳定运转。反之,如果工作阻力增加,则作相反运动,供给发动机的油量增加,从而使发动机又恢复稳定运转。请根据示意图及其描述完成小题。

  1. (1) 从系统的角度分析,下列说法中不恰当的是(    )
    A . 系统由支架、离心球、活塞、连杆、增压泵、调油缸等部分组成,并实现自动调速的功能,体现了系统的整体性 B . 离心球重量过大或过小,都会让调节油缸的不能正常工作,体现了系统的相关性 C . 设计该系统时,需要综合运用多学科的知识,体现了系统的综合性 D . 该系统需要定期检修,体现了系统的动态性
  2. (2) 关于该涡轮发动机转速控制系统的说法中错误的是(    )
    A . 涡轮发动机转速是输出量 B . 该控制系统是闭环控制系统 C . 发动机转轴上载荷的变化是该控制系统的干扰因素 D . 该控制系统的被控对象是离心球
如果把计算机鼠标作为一个完整的系统,下列不作为其系统构成条件的是(    )
A . 内部由光路及光电感应传感器等要素构成 B . 具有向电脑输入指令的功能 C . 鼠标内部的要素相互关联 D . 鼠标外形设计符合人机关系
如图所示是一款榨菜压榨机,它的操作方法:将晾晒搓过盐的榨菜放入压榨坛中,压下压杆,需持续一段时间,继续下压,排除坛内空气,利于密封保存。请设计下压后固定底座和压杆的连接件。已知压杆直径12mm,底座固定螺栓直径为9mm,制作连接件的材料为3mm厚的钢板,其他配件自选。设计要求如下:

A.连接件全长1000mm,高度能实现在650-950mm范围调整,结构简单易做;

B.连接件能可靠的把压杆固定在底座上,具有足够的连接强度;

C.在右手压下压杆时,左手能快捷、方便地固定和松开连接件。

请根据上述设计要求,完成以下任务:

  1. (1) 画出连接件的设计草图,必要时可用文字说明;
  2. (2) 在设计草图上标注连接件的主要尺寸;
  3. (3) 在设计该连接件时不需要考虑的因素是(在A .压杆到压榨机底端的距离;B .压杆的材料;C .压杆的粗细;D .压榨坛的直径 中选择一项,将序号填写在横线处);
  4. (4) 空气是否排除干净直接影响着榨菜的质量,为了最大限度的排除空气,应将手柄尽力下压,但下压的过程中又要考虑到压杆所能承受的最大压力,以及压榨机机体所能承受的膨胀力,这体现系统分析的(在A .整体性原则;B .科学性原则;C .综合性原则中选择一项,将序号填写在横线处)。
  如图所示为某单位大门的门禁控制系统。工作人员进门时把手指放到指纹采集器中,经门禁控制器识别后控制电锁开门,进入后门自动关闭,考勤机根据指纹信息进行考勤。它的主要特点是:具有门禁和考勤功能,省去大量的人员管理,保证工作的安全性。

 

试分析:

  1. (1)    它要解决的问题是:实现工作单位人员和安全的化管理。
  2. (2)    它解决问题的技术方法是:为输入量,为控制器,为执行器,构成自动控制系统。
  3. (3)    它的一个优点和一个缺点分别是:
  4. (4) 针对你发现的缺点,改进意见是:
随着现代农业技术的发展,农机自动驾驶导航系统代替人工转向操作已经成为现代农业的一个重要组成部分,由无线信号系统、导航控制器系统、转角控制系统、终端显示系统组成。农机自动驾驶导航的基本工作原理是:通过导航显示终端设定导航线,无线信号系统内的转角传感器、GNSS接收机获取拖拉机的实时位置和姿态,计算拖拉机与预设导航线偏离线的偏离距离和航向,导航控制器,驱动步进电动机转向结构,即时修正拖拉机方向轮的行驶方向。从系统角度分析,下列关于该系统的说法正确的是(    )

A . 农机自动驾驶导航系统需要GPS、无线网络、自动化控制等技术的支持,体现了技术的综合性 B . 选择导航控制器时,既要考虑驱动步进电机,又要考虑GNSS接收机等,体现了系统分析的综合性原则 C . 拖拉机行驶在不平地面时,底盘能自动升高,以保证拖拉机底盘不与地面碰撞保持稳定,体现系统环境适应性 D . 系统根据拖拉机的实时位置定量分析与计算并修正偏离距离和航向,体现了系统分析的科学性原则
肩负“落月”重担的嫦娥三号发射成功后,将实现我国首次在地外天体表面软着陆探测和无人巡视勘察。从系统角度上分析,下列说法中不恰当的是(     )

A . 着陆探测器,“玉兔号’月球车,地面控制中心等共同构成了落月探测系统,体现了系统的整体性 B . 着陆探测器为“玉兔号”月球车安全落月提供保证,软着陆后为月球车充电并初始化,体现了系统的相关性 C . 着陆探测器与“玉兔号”月球车是两个互不相关的系统 D . 开展月球形貌,成分和结构的探测以及月基天文观察等,体现了系统的目的性
某品牌汽车的智能刹车系统能有效降低事故的发生率。其控制过程为:通过搭载在前挡风玻璃上的近红外激光雷达,高精确度地感应车与前方障碍物的距离来进行监测,并把数据实时反馈给智能处理器,当车与前方障碍物的距离小于当前车速的安全距离且驾驶员未踩下制动踏板时,处理器向制动系统发出相应指令,执行刹车,从而实现自动刹车功能。请根据题意完成下面小题。

  1. (1) 下列关于智能刹车系统的分析中不正确的是(    )
    A . 智能刹车系统由传感器、处理器、制动机构等组成体现了系统的整体性 B . 智能刹车系统能感知碰撞危险,体现了系统的环境适应性 C . 设计该系统时,既要考虑成本,也要考虑功能的实现,体现了系统分析的综合性原则 D . 处理器的运算速度是该系统优化的因素
  2. (2) 下列关于智能刹车系统的分析中正确的是(    )
    A . 该智能刹车系统是闭环控制 B . 输入量是踩下制动踏板 C . 被控对象是前方障碍物 D . 雨雾天气是该控制系统的干扰因素
如图所示为光电纠偏系统,光电纠偏可对卷筒纸薄膜、无纺布、织布等卷材进行纠偏,使卷材沿直线前进而不产生蛇形偏差。光电纠偏系统的工作原理是由传感器检测单边的位置拾取位置偏差信号,由微电脑纠偏控制器将位置偏差信号进行逻辑运算,产生控制信号,来驱动电机丝杠机械装置,修正物料运行时的蛇形偏差,控制物料沿直线运动。

  1. (1) 下列关于光电纠偏系统的分析中不正确的是(    )
    A . 库存的传感器的灵敏度是该系统优化的约束条件 B . 转动轮和固定轮之间相互联系,体现了系统的相关性 C . 需要定期给丝杆、齿轮和齿条加润滑油,体现了系统的动态性 D . 微电脑纠偏控制器将位置偏差信号进行逻辑运算,体现了系统分析的科学性原则
  2. (2) 下列关于光电纠偏控制系统的分析中正确的是(   )
    A . 输入量是传感器检测到的位置 B . 控制量是微电脑纠偏控制器产生的控制信号 C . 电机丝杆机械装置是执行器 D . 被控对象是转动轮
全自动洗衣机,只要把衣服放进去,按下相应的开关,洗衣机会自动的进行洗涤,漂洗和脱水等一系列程序,人们可以离开,去休息或者做其他的事情,节省了体力,提高了洗涤效果。这一优化的条件是(  )
A . 设备的改进 B . 程序设计 C . 自动控制思想的引入 D . 以上都是
学校科技周要求各班级制作一艘垃圾打捞船进行比赛。比赛用船的载物甲板规格为40cm×40cm,参赛者全程采用遥控打捞,以收集的目标数量(脱离水面为准)评比成绩。目标为2cm×3cm×6cm的木条和直径4cm的乒乓球,比赛环境在如图1所示的水池中,水深15cm。请回答下列问题:

  1. (1) 从比赛要求可知,参加这次比赛的打捞船控制手段为(从A .人工控制;B .自动控制中选择一项填入横线);
  2. (2) 从系统角度来进行小组分工,下列划分最为合理的是(从A .遥控模块、螺旋桨、船体结构;B .打捞机构、船体结构、遥控与动力系统中选择一项填入横线中);
  3. (3) 小明班级提出图2的打捞船工作原理和结构草图方案,将仓库设计成漏斗形,主要考虑到系统具有(从A .动态性;B .科学性;C .相关性选择一项填入横线中),以保证整船能平稳运行,防止螺旋桨可能露出水面或簸箕滤网底部高于木块和乒乓球;

  4. (4) 图2结构草图中弧形柔性塑料板的作用不包括(从A .实现簸箕回落时缓冲;B .便于方向控制且减小行进阻力;C .增强船体稳固性中选择一项填入横线中);
  5. (5) 如图3所示,当同时向上拨动L与R摆钮,船按图示方向前进,同时下拨两摆钮则后退。若船需右转,正确的操作是(从A . R摆钮上拨;B . L摆钮上拨,R摆钮下拨;C . L摆钮下拨,R摆钮上拨,选择一项填入横线中);

  6. (6) 现场比赛时,有其它班级采用图4所示方案制作的打捞船,船入水时履带式打捞机构按图示方向立即运转打捞,收集垃圾数最多。比赛结束后小明对自己班级的打捞船进行评价,对比履带式,簸箕式设计的人机功能划分欠合理,主要是对人机关系的目标理解不到位(填写文字)。

如图a所示是简易电梯结构图,曳引机、控制柜、限速器、轿箱门机、安全钳共同构成电梯控制系统合称电梯五大件。请根据图片及其描述完成以下任务:

  1. (1) 要求控制器能够控制轿厢缓慢升降,考虑了的因素(在“A .人;B .物;C .环境;”中选择合适的选项,将序号填入横线处) ;
  2. (2) 当电梯在运行中无论何种原因使轿厢发生超速,甚至发生坠落的危险,而所有其他安全保护装置不起作用的情况下,限速器和安全钳迅速联动,使电梯轿厢停住,以上不能体现电梯安全子系统的特性(在“A .目的性; B .相关性;C .环境适应性;D .动态性”中选择合适的选项,将序号填入横线处) ;
  3. (3) 关于电梯轿厢门机子系统,从安全角度考虑,下列分析中不正确的是       (在下列选项中选择合适的选项,将序号填入横线处);
    A . 当层门或轿厢门没有关闭时,操作运行按钮,电梯应不能运行 B . 电梯运行时,打开层门或轿厢门,电梯应立即减速运行 C . 当轿厢不在本层,开启的层门在外力消失后应自行关闭
  4. (4) 电梯测试中需对电梯层门进行机械强度试验:层门处于关闭状态,沿门开启方向,通过测力装置施加150N 的力在一个最不利点上,检查门扇与门扇间的缝隙。下列测试点位置合理的是      (在下列选项中选择合适的选项,将序号填入横线处);
    A . B . C . D .
  5. (5) 如图b所示为曳引机控制系统,作为电梯的动力设备,其工作过程为:当电梯内、外的人按动运行按钮,控制器驱动曳引机卷动曳引钢丝绳,调节轿厢和对重的平衡,实现轿厢与对重的升降运动。下列属于该曳引控制系统干扰因素的是 (在“A .按动运行按钮;B .轿厢和对重升降状态的改变;C .曳引轮槽磨损”中选择合适的选项,将序号填入横线处) ;
  6. (6) 为了测试曳引机的平衡系数,在轿厢空载和额定载重量的25%、40%、 50%、75%、100%、110%时作上、下运行,当轿厢与对重运行到同一水平位置时,记录曳引机电流、电压及转速的数值。该试验方法属于(在“A .优选试验法;B .模拟试验法;C .虚拟试验法;D .强化试验法”中选择合适的选项,将序号填入横线处)。
小明的父亲是一位高级程序员,需要长时间坐在工作台前编写代码,已经出现腰椎、颈椎方面的职业病,所以小明用压岁钱买了一把高端人体工学椅(如图所示)送给父亲。请根据图片及描述完成以下任务:

  1. (1) 在设计该人体工学椅时不需要考虑人体静态尺寸的是(A .椅面的大小;B .靠背的高度;C .五星支脚的粗细;D .椅面高度的调节范围);
  2. (2) 下列设计分析中主要考虑“物”的因素的是(A .3D自动释压腰靠,舒适又健康;B .PU材质椅轮,顺滑耐用;C .腰枕浮动调整,维持舒适腰部支撑;D .6cm高度调节,灵活适应多种身高);
  3. (3) 椅子到货后小明测试其是否稳固,拿和父亲体重差不多的沙袋放在椅子上,查看是否牢固,并摇晃靠背,检查其稳定性。该试验方法属于(A .强化试验法;B .优选试验法;C .虚拟试验法;D .模拟试验法);
  4. (4) 下列对该椅的设计评价中不合理的是(A .分拆包装运输,符合经济原则;B .PU扶手如硅胶般弹润亲肤,符合安全目标;C .靠枕5cm升降调节,考虑了人的静态尺寸;D .符合QB/T2280-2016国家质量标准,体现技术规范原则);
  5. (5) 设计时根据使用者的工作特点确定整体功能要求和尺寸大小,然后分别设计靠枕、靠背、椅面,支撑脚等部件,该设计思想体现了系统分析的(A .整体性原则;B .科学性原则;C .综合性原则);使用半年后小明发现椅面弹性变差,体现了系统的(A .相关性;B .动态性;C .环境适应性)。
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