二 系统分析与设计 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
集成环保灶是集燃气灶、吸油烟机、消毒柜等功能于一体的厨房革新产品,具有环保、节能、无油烟、节省空间等特点。其吸烟口在灶腔上方,和锅沿的距离只有2、3公分,油烟一形成就被吸烟机吸走并迅速排出,除烟率达95%以上,使厨房更干净;消毒柜位于燃气灶下方,采用臭氧发生器消毒加紫外线消毒,消毒完毕进入烘干状态,使厨具更卫生,而且节省了独立消毒柜的存放空间;在灶具通电情况下,气敏传感器全程监控漏气情况,若燃气泄漏,在浓度未达到闪爆点前系统将自动报警并启动风机吸排,吸净后自动关闭风机,灶腔里还设计了溢流孔,若发生烧水溢流浇灭火焰时,传感器将信号传给控制器,熄火保护装置将自动切断气源,从而使燃气灶的使用更安全。

  1. (1) 进烟口与火焰口距离太大则除烟效果不好,距离太小则火苗易吸入内腔,当积油过多、温度过高时,会引起机身自燃,存在很大的安全隐患,只有距离适当才能使系统达到最佳运作状态,进烟口与火焰口两者之间的关系体现了系统的(在①目的性;②动态性;③相关性中选择一项,填写序号)
  2. (2) 设计人员经过分析计算与反复试验,得出吸烟口与火焰口的距离约为40厘米时是比较安全的距离,该系统分析遵循了(在①综合性原则;②科学性原则;③相关性原则中选择一项,填写序号)
  3. (3) 以下对集成环保灶系统的优化不合理的是(在①智能延时保护,3分钟炊后净吸,确保燃气、油烟无残留;②增加电磁炉、洗碗柜等功能,功能越多越实用;③智能过热保护,确保电机安全运行中选择一项,填写序号)
如图所示的是一款新型台灯,它由MP4、蓄电池、音箱等组合而成。它的主要特点是:在照明时可以一边欣赏音乐,一旦停电便可以用蓄电池对其进行供电。试分析:

  1. (1) 针对其主要特点,它解决的主要问题是:由MP4、蓄电池,音箱,台灯组成一个多功能台灯系统,体现了系统的;并且能在停电后通过蓄电池供电。实现了系统的
  2. (2) 它解决问题的方法是:通过系统设计,将音箱,蓄电池与MP4组成底座,底座上安装了支撑架和灯罩等配件。从系统的基本特性看,区别于普通台灯的主要标志是系统的;在照明时可以一边欣赏音乐,一旦停电便可以用蓄电池对其进行供电,这些的功能的实现,体现了设计的实用与原则。
  3. (3) 它的一个优点是什么?一个缺点是什么?
  4. (4) 针对缺点提出两个合理的改进意见。
如图是某厕所水箱的自动控制装置:拨动防水阀手柄打开防水阀放水,水箱水位下降,浮子下落进水阀打开进水,当水位上升时浮子被抬高使进水阀堵住进水口停止进水,从而保持水箱水位。请回答⑴-⑵题

  1. (1) 下列关于该水箱系统设计的描述中错误的(  )  
    A . 时间长了,绳子老化断裂,会影响水箱正常放水,体现系统的整体性 B . 浮子可以上下调节实现水箱水位高低的控制,体现系统的动态性 C . 出水口漏水将对该系统的工作造成影响 D . 对该水箱系统用水进行优化时,既要考虑节水,又要考虑冲厕干净,体现了系统分析的综合性原则
  2. (2) 关于该水箱水位控制过程中,下列说法正确的是(  )
    A . 其他条件不变的条件下,增大浮球的直径,则给定水位升高 B . 该水箱水位控制系统的被控对象是水箱中的水位 C . 在水箱内浸泡一块砖,可以降低给定水位 D . 出水流量是该系统的干扰因素
如图是某炼铁厂处理转炉、高炉产生烟气尘的工艺流程,该工艺流程达到了节能降耗、资源综合利用、减少有害气体的排放等效果。下面有关该处理工艺流程说法不正确的是(  )

A . 脉冲袋式除尘和风机分离是并行环节 B . 该烟尘处理系统可以分为高炉煤气处理子系统和转炉煤气子系统 C . 洗涤塔发生故障,影响转炉煤气处理系统的正常工作,体现了系统的相关性 D . 高炉煤气系统能够处理烟尘、节能降耗、资源综合利用,体现了系统分析的综合性原则
如图所示是一款智能伸缩晾衣架控制系统的结构示意图:主要由支架上的总开关、电机、驱动装置、自动控制装置和感应装置等组成。晾衣架可以根据天气变化和衣物的干湿程度自动收回和伸出晾衣杆。

  1. (1) 图中a处的连接方式是(在A .刚连接;B .铰连接;C .既可相对转动又能相对移动的连接方式中选择合适的选项,将序号填入横线处)
  2. (2) 该控制系统的控制手段和控制方式分别是(在A .自动控制;B .人工控制;C .闭环控制;D .开环控制中选择合适的选项,将序号填入横线处)
  3. (3) 该控制系统的被控对象是(在A .衣物;B .电机;C .驱动装置;D .晾衣架中选择合适的选项,将序号填入横线处)
  4. (4) 该控制系统的感应装置可以选用(在A .光敏传感器;B .热敏传感器;C .光敏和湿敏传感器;D .热敏传感器和湿敏传感器中选择合适的选项,将序号填入横线处)
  5. (5) 在保证自动运行这一目标的同时,要兼顾降低智能晾衣架的成本、符合人机关系等目标,这体现了系统分析的原则(在A .整体性;B .目的性;C .科学性;D .综合性中选择合适的选项,将序号填入横线处)
五粮液的改革者刘沛龙利用华罗庚的优选法解开酒阵之谜,在一个星期里选出了38和35两个最佳度数,成就了美味、醇香不变的低度白酒荣誉称号。华罗庚题诗回赠中写道:“名酒五粮液,优选味更醇;省粮五百担,产量增五成。”这充分说明系统分析应该遵循(  )
A . 整体性原则 B . 科学性原则 C . 综合性原则 D . 人性化设计原则
如图所示是某快递公司使用的自动分拣系统,配合人工分拣员,分拣机器人能够快速进行扫码识别快递信息,并以最优路线将包裹运送到对应投件口。如果没电了,这些机器人会自动前往充电座充电。该系统能大大提高快递 分拣的效率和准确度,降低物流成本。

请根据描述完成以下任务:

 

  1. (1) 对比纯人工分拣流程,该自动分拣流程 优化的主要内容是 (在“①人员优化;②材料优化;③工期优化;④质量优化”中选择合适的两个选项,将序号填写在横线处);
  2. (2) 分拣机器人工作一段时间后电量不足时能自主充电,体现了系统的 (在“①整体件:②相关性;③目的性:④环境适应性”中选择合适的一个选项,将序号填写在横线处):
  3. (3) 该系统在设计时先考虑系统整体的分拣效率,再考虑分拣机器人的寻路规则,体现了系统分析的 (在“①整体性原则:②科学性原则;③综合性原则”中选择合适的一个选项,将序号填写在横线处):
  4. (4) 若要对该系统进行优化,下列属于影响因素的是 (在“①快递包襄的尺寸;② 投件口的间隔距离;③充电座的电源电压;④机器人的数量”中选择合适的两个选项,将序号填写在横线处)
如图是某智慧厕所功能示意图。该系统设有多个监测子系统,用于实时显示工作状态并记录运动数据,中央控制器用于控制灯光、通风、消毒、除湿、消防等设施。下列关于该系统的分析中正确的是(  )

A . 系统中各个监测子系统之间相互独立、互不关联 B . 监测获得的运动数据是实现系统优化的约束条件 C . 中央控制器是智慧厕所的核心部分,体现了系统的整体性 D . 通过统计分析运行数据确定系统优化方案,体现了系统分析的科学性原则
汽车中的电子油门控制系统主要由油门踏板、踏板位移传感器、ECU(电控单元)、数据总线、伺服电动机和节气门执行机构组成,可以设置多种功能来改善汽车驾驶的安全性和舒适性,通常应用于牵引力控制系统和速度控制系统(巡航控制)。当使用牵引力控制系统时,通过对驱动轮的转速及从动轮的转速的比较来判定驱动轮是否发生打滑现象,当前者大于后者时,通过调节驱动轮的驱动力和节气门开度进而抑制驱动轮转速。当使用速度控制系统时,ECU将车速传感器测得的车速与设定速度进行比较,驱动伺服电动机控制节气门开度,从而调整发动机的功率,使行驶车速保持稳定。请完成问题。

  1. (1) 关于电子油门系统的说法不正确的是(  )
    A . 电子油门控制系统既是牵引力控制系统的子系统,也是巡航控制系统的子系统 B . 电子油门系统改善汽车驾驶的安全性和舒适性,体现了系统的目的性 C . 车速控制系统能在车速阻力变化时控制节气门保持车速稳定,体现了系统的环境适应性 D . 电子油门系统不仅改善了驾驶的安全性和舒适性,还改善发动机的节油和排放性能,体现了系统分析的整体性原则
  2. (2) 下削列关于汽车速度(巡航)控制系统的说法不正确的是(  )
    A . 该控制系统是闭环控制系统,其判断依据是系统中有反馈信号 B . 伺王服电动机是该控制系统的执行器 C . 该控制系统中被控对象是节气门 D . 该控制系统中有多个检测节气门的传感器,检测数据互补,可使控制精度更高
为深入推进全国文明城市创建,学校需要在路灯杆上安装宣传牌。校内路灯杆直径为80~150mm,经分析研究后用两块300mm×600mm的塑料板制作宣传牌,分别安装在路灯杆的两侧。宣传牌侧边有两个连接孔,孔径为ϕ6,孔距为400mm.请设计宣传牌与路灯杆之间的连接件。设计要求如下:

⑴拆装方便,且不损伤路灯杆;

⑵结构简单,安装后具有一定强度;

⑶能安装在不同直径的路灯杆上;

⑷连接件主要材料采用 3mm 厚的钢板,辅助材料自选。

请根据描述和设计要求完成以下任务:

  1. (1) 设计该连接件时,不属于设计限制因素的是(在 A .路灯杆的高度;B .可供选择的材料;C .路灯杆直径;D .宣传牌和路灯杆的连接方式中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  2. (2) 设计时既要考虑材料的利用、制作的复杂性,又要考虑成本低、安装强度等因素,体现了系统分析的(在 A .整体性原则;B .综合性原则;C .相关性原则;D .科学性原则中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  3. (3) ①画出设计草图,必要时可用文字说明;

    ②在设计草图上标注主要尺寸。

  4. (4) 从设计的一般过程来看,完成设计草图确定设计方案后,接下来要做的工作是(在A .设计分析;B .产品加工;C .性能的测试及优化;D .技术图样的绘制中选择合适的选项,将序号填入横线处);
如图所示为一种简易地震报警仪的结构示意图和电路图,其工作过程为:地震前期的纵波使连接坠子的软簧发生上下振动,金属坠子与金属M片接触,触发控制电路使门铃发出报警音,使高亮度发光二极管(手电头子)发光,提供逃生照明。根据以上材料,回答下面两题:

  1. (1) 关于此简易地震报警控制系统,以下说法错误的是(  )
    A . 此简易地震报警控制系统可以分为结构子系统和电路子系统 B . 增加高亮度二极管的数量,必须选用更大功率的晶闸管(MCR),体现了系统的相关性 C . 平时软簧相对静止,当地震来临时软簧上下振动,体现了系统的动态性 D . 电路设计时,要根据负载负荷计算相关元件的参数,体现了系统分析的科学性原则
  2. (2) 关于此简易地震报警控制系统,以下说法正确的是(  )
    A . 此控制系统属于自动、闭环控制系统 B . 门铃和发光二极管都是此控制系统的被控对象 C . 调整微调螺母,改变坠子和金属片M的间隙,可以改变控制灵敏度,此操作属于此简易地震报警系统的干扰因素 D . 此控制系统的执行器是坠子和金属片M
如图所示是丰田研发出投篮机器人Cue3,目前通过连续投篮2020次100%命中获得了吉尼斯世界纪录证书。Cue3投篮时是通过组成的三维立体图像来定位篮管的位置,并根据传感器采集到的信息来调整机械胳膊和膝盖的力度,它又内置了高速摄像机,在获取到投出的篮球相对篮筐的位置后,进一步调整机械手指的力度,最终使篮球空心入网。从系统角度分析,下列分析中不正确的是(    )

A . 为了使Cue3的投篮命中率达到100%,在研制时不能只注重研究投篮手的精密程度,这主要是因为系统具有整体性 B . 目前Cue3只能在无人防守的情况下投篮命中率达到100%,这说明该系统的环境适应性差 C . 当Cue3获取篮管位置信息及后期篮球命中情况后,会通过精密的计算来重新调整手指的力度,这体现了系统分析的科学性原则 D . 既要考虑Cue3的投篮命中率,又要考虑其投篮速率,这体现了系统分析的综合性原则
如图所示为某卷材光电纠偏控制系统,其工作过程为:电眼光电探测卷材的边缘,读出卷材的实际位置与设定位置的偏移量,并将偏移量转换成与之成正比的电信号,再将电信号送入控制器,经控制器放大、校准后,驱动电机将卷材恢复至设定位置。请根据示意图和描述,完成以下任务。

  1. (1) 光电纠偏控制系统的控制量和输出量分别为  、(在“A .卷材的实际位置;B .卷材的设定位置;C ..纠偏控制器输出的电信号;D .电机的行程”中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  2. (2) 光电纠偏时会受到各种干扰,以下因素中不属于干扰因素的是(在“A .电眼光电的灵敏度;B .电机的电压波动;C .固定轮的高度”中选择一项,将序号填写在横线处);
  3. (3) 系统设计时,需要对电机的驱动行程与卷材偏移量进行反复的调试,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,将序号填入横线处);
  4. (4) 为了提高系统的可靠性,避免事故的发生,需要进行下列技术试验,其中不合理的是(在“A .外部突然断电试验;B .保护回路动作时,观察设备是否可靠停止;C .按下急停按钮,观察设备是否可靠停止;D .测试卷材的最大张力”中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  5. (5) 对底板进行划线、钻孔操作后,为将电机支撑架可靠固定到底板上且方便拆卸,下列连接件选择合理的是          (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 .
如图所示是数控车床电动刀架控制系统,工作人员通过操作面板输入刀体位置与控制程序,PLC控制模块根据控制信息与传感器检测到的刀体位置信号使驱动器发出相应地驱动信号驱动电机转动,从而带动蜗杆、蜗轮与丝杆运动,最终使刀体移动到设定位置。请根据示意图及其描述完成以下任务。

  1. (1) 该系统的控制手段和控制方式属于(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,将序号填入横线处);
  2. (2) 该控制系统的被控对象是(在“A .丝杆;B .刀体;C .电机;D .PLC控制模块”中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  3. (3) 该系统中的传感器应选用(在“A .湿度传感器;B .光敏传感器;C .压敏波传感器;D .位移传感器”中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  4. (4) 系统设计时要对电动机、蜗轮、蜗杆等的工作参数进行计算和反复调试,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,将序号填入横线处);
  5. (5) 下列不属于该控制系统干扰因素是(在“A .PLC输出信号异常;B .蜗轮的磨损;C .设定位置”中选择合适的选项,将序号填入横线处);
小明为自己的卧室设计了一套智能家居控制系统。可分为空调控制子系统、照明控制子系统、窗帘控制子系统。窗帘控制子系统通过语音进行控制,智能语音音箱接受使用者的语音指令,智能音箱将相关信号发至智能网关,智能网关控制电动机从而控制窗帘的开闭。在门口设计有一个夜灯子系统,当外界光照强度低于设定值且有人开门后小夜灯会自动亮起。请根据描述及示意图完成以下任务:

  1. (1) 窗帘控制子系统的控制方式和手段是(在“A .开环控制;B .闭环控制;C .人工控制 ; D .自动控制”中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  2. (2) 空调控制子系统设计时,既要考虑人体的舒适度又要考虑节约用电,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,将序号填入横线处);
  3. (3) 系统优化时,传感器的精度属于(在“A .干扰因素;B .影响因素;C .约束条件中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  4. (4) 夜灯子系统的传感器可以选择(在“A .光敏传感器、热敏传感器;B .光敏传感器、红外传感器”中选择最合适的一项,将序号填入横线处)
  5. (5) 夜灯子系统中传感器最合适的安装位置是            (在下列选项中选项最合适的一项,将序号填入横线处)。
    A . B . C .
如图所示为一款可随意组合的魔方插座设计。每一只插座的4、5个插孔被安排在不同的表面。既避免了电源孔相互间“打架”,也避免了插头插上后的空间干扰问题。同时,插座之间还可以组合扩展,满足了用户的实际需求。根据描述,以下说法中正确的是(   )

A . 若电器功率过大时插座会自动断电,体现了系统的整体性 B . 该插座具有扩展组合的功能,体现了系统的目的性 C . 插座各面的插孔类型经过统筹安排,体现了系统分析的科学性原则 D . 若要以插座的使用寿命为目标进行优化,则其限制条件为使用寿命
如图所示的机场安检机的原理是:当电源接通后,由发射板向门两边发射一个频率为7.8 kHZ的信号,当被检查人员从安检门通过时,没有金属通过,接受线圈接收到的信号为零;当有金属通过或人身体上所携带的金属超过根据重量、数量或形状预先设定好的参数值时,金属切割磁场磁通量发生变化,接收线圈收到很微弱的电信号,传送到信号采集板进行放大、整行后送到CPU进行一系列的处理,最后输出音频信号驱动蜂鸣器产生报警,并进行相应的区位显示可让安检人员及时发现该人所带的违禁金属物品。请回答以下问题:

  1. (1)  安检机系统的控制手段及控制方式是(在A .自动控制、开环控制;B .手动控制、开环控制;C .手动控制、闭环控制;D .自动控制、闭环控制中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  2. (2)  该安检报警控制系统的控制器、被控对象、输出量分别是(在A .发射板;B .信号采集板;C . CPU;D .蜂鸣器;E .报警声;F .区位显示中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  3. (3)  若机场安检机系统的 CPU 出现故障,导致蜂鸣器一直报警,使得安检机无法正常工作。从系统的基本特性分析,这体现了系统的(将A .相关性;B .目的性;C .动态性序号填入横线);
  4. (4) 为了防止游客的小金戒指也会引起系统的报警,需要准确设置人身体上所携带的金属超过根据重量、数量或形状预先设定好的参数值,这遵循了系统分析的(将A .整体性原则;B .科学性原则;C .综合性原则序号填入横线)。
如图所示是一扇智能窗。智能窗由主机(微电脑控制中心)、传感器、窗户电机及普通玻璃窗户(包括窗框、玻璃、导轨等)等构件组成。没人在家,天气突然变化(下雨、下雪)时,智能窗能自动关好。请针对该智能窗系统回答以下问题:

  1. (1) 为了让智能窗能在刮大风时也能自动关闭,合理的措施是(在①增加遥控电路,能在刮大风时关闭;②安装测风速的传感装置及相关电路;③减小窗户面积,以减少风的通过中选择一项,将序号填写在横线处);
  2. (2) 为了让智能窗还有防盗功能,合理的措施是(在下列措施中选择两项,将序号填写在横线处);

    ①一旦检测有人靠近,立刻关闭窗户;

    ②采用红外线检测装置,检测是否有人通过窗户;

    ③采用磁控干簧管及相应电路,检测无人在家时窗户是否被打开或关闭;

    ④智能窗定时开放。

  3. (3) 请根据题目描述的智能窗能在下雨时关闭的控制,补充完整其控制系统方框图(在横线处填写相应的内容);

    检测到下雨→→→窗户的关闭

  4. (4) 在保证自动运行这一目标的同时,要兼顾降低智能窗成本、符合人机关系等目标,这体现了系统分析的原则(在横线处填写合适的内容)。
孔明锁,也叫八卦锁、鲁班锁,是广泛流传于中国民间的智力玩具,它起源于古代中国建筑的榫卯结构,各构件相互啮合,不用钉子和绳子,完全靠自身结构的连接支撑,组成外观严丝合缝的十字立方体,十分巧妙。请根据图片及其描述完成以下任务:

  1. (1) 考古发现新石器时代的河姆渡人已经使用榫卯结构建造木房子,到如今榫卯结构的种类已达上百种,制作工艺也越来越精湛,这主要体现了技术具有(在 “A .综合性;B .发展性;C .科学性;D .创新性”中选择合适的选项填入横线内);
  2. (2) 设计建筑方案时需要考虑成本、使用功能、美观等多个方面,体现了系统分析的(在“A .整体性原则;B .综合性原则;C .科学性原则”中选择合适的选项填入横线内);
  3. (3) 题图中最右侧为孔明锁的一个构件,小明准备用表面粗糙但横截面尺寸合适的方木条加工,合理流程为:下料→ →划线→ →锉削(在“A .锯割;B .锉削;C .刨削;D .凿削”中选择合适的选项填入横线内);
  4. (4) 加工上题中的孔明锁构件,划线时应采用的工具是           
    A . B . C .
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