二 系统分析与设计 知识点题库

如图所示为太阳能热水器系统示意图。真空管集热器利用太阳能将储水箱中的水加热后供用户使用。当阳光不足或用水用量过大时,可自动启动电加热器对储水箱中的水加热。当储水箱中水满时能自动停止进水,水位低时能自动补水,当储水箱中缺水时发出报警。请针对该系统回答以下问题:

  1. (1) 根据不同的加热方式,该系统有是 两个子系统 (在①电加热;②卫浴设施;③报警;④真空管集热中选择两项,将序号填写在横线处)
  2. (2) 在设计时要统筹兼顾储水箱水位控制、水温控制、集热器集热和冷热水循环、自来水输入和热水输出等控制目标。这体现了系统分析的  原则 (在①综合性;②科学性;③整体性中选择两项,将序号填写在横线处)
  3. (3) 当水箱中缺水时,水位传感器把信号传给控制器,控制器发出指令,电子开关闭合,启动报警器发出报警信号。根据描述,分析水位报警控制过程,在控制方框图中横线处填写相应的内容。

    水位传感器获得缺水信号→控制器→  →   

如图所示是水塔水位控制系统。水塔远程控制器2通过不锈钢浮球实时检测水塔内水位,当水位到达上限,水塔远程控制器2给水泵远程控制器1发送信息指令“关泵”,水泵停止抽水;当水位到达下限,水塔远程控制器2给水泵远程控制器1发送信息指令“开泵”,水泵开始抽水。

若水泵没有动作,控制器2给主人发送报警信息。请根据示意图和描述,完成以下任务:

 

  1. (1) 对于水塔水位检测控制系统,控制手段和控制方式分别属于(在①手动控制;②自动控制;③开环控制;④闭环控制中选择合适的选项,将序号填写在横线处);
  2. (2) 对于水泵控制系统,该系统的被控对象是 _(在①控制接触器线圈;②水泵;③控制器1中选择合适的选项,将序号填写在横线处);
  3. (3) 对于水塔水位控制系统的干扰因素的 述错误的是(在①外界信号干扰可能影响系统正常工作;

    ②电压波动可能影响水泵的正常工作;③传感器故障影响水位控制中选择合适的选项,将序号填写在横线处);

  4. (4) 为了保证该系统的水位控制正常工作,需要处理和协调水位检测、水泵控制、信息发送等环节,这体现了系统分析的原则(在①整体性; ② 科学性; ③综合性中选择一项,将序号填写在横线处);
如图所示为滚筒干燥机的示意图,滚筒干燥机的工作过程为:需要干燥处理的物料由进料导管流入干燥滚筒内,滚筒内通有载热体,物料在滚筒中转动,使其水分汽化,汽化的气体由排气风机排出滚筒。干燥后的物料由卸谷升运机进入缓苏仓,通过吸气风机对物料进行螺旋输送进行收集。对该系统以下说法不正确的是(  )

A . 该系统可分为干燥子系统、滚筒子系统、运送子系统和收集子系统 B . 干燥过程中先考虑物料量的多少,再考虑载热体的热量大小,体现了系统分析的整体性原则 C . 具有干燥物料的功能,体现了系统的目的性 D . 滚筒电机出现故障,无法对物料进行干燥,体现了系统的整体性
某科技制作小组计划制作一辆太阳能小车,制作流程如下:A.准备材料和工具(1天);B.制作小车车身(2天);C.制作小车太阳能动力系统(2天);D.制作小车的电子控制系统(3天);E.总装各分系统(1天);F.整车调试(1天)。请按要求完成下列各题:
  1. (1) 画出合理的用时最短的方框流程图并算出时间。(用各环节前的代码表示)
  2. (2) 写出该流程优化的目的和意义。
  3. (3) 针对此优化,依据系统分析的原则进行系统分析。
如图所示是一款可以控制水流量的节水水龙头,拉起手柄至不同的刻度,可以控制不同的出水量,避免浪费水。下列关于该节水水龙头系统的说法中不合理的是(  )

A . 带刻度的手柄可以看成是该水龙头系统的一个要素 B . 该水龙头具有节水功能,体现了系统的目的性 C . 自来水管道的水压是优化水龙头出水量控制的影响因素 D . 刻度和出水量之间的对应关系需要测量、计算得出,体现了系统分析的科学性原则
如图所示是一款采用碳纤维材料制成的运动型自行车,整个车身的重量只有5.4千克。从系统的角度分析,下列关于该自行车的说法不正确的是(  )

A . 可以让人在骑行时感觉非常轻盈,体现了系统的目的性 B . 辐条断裂会导致车圈变形,体现了系统的整体性 C . 设计时根据车身材料重量分布调整配重以保证整车的重心位置,体现了系统分析的科学性原则 D . 设计时既要考虑车身的重量,又要考虑生产成本,体现了系统分析的综合性原则
如图所示的为娱乐风洞(一种空中悬浮装置)控制系统,系统通过制造和控制气流,将体验者在特定的空间内悬浮起来。其工作过程如下:检测装置将检测到的体验者实际高度返回到输入端并与设定高度进行比较,控制电路根据高度偏差值发出控制命令,控制电动机和扇叶的转速,调整人的滞空高度,最终使人能滞留在设定的高度。请根据文字描述,结合示意图,完成以下任务:

  1. (1) 该控制系统的被控量和控制量分别是(在“①人的滞空高度;②设定高度;③电动机和扇叶的转速;④高度偏差值”中选择合适的选项,将序号填写在横线处)。
  2. (2) 该系统中的检测装置不可能用到的是(在“①距离传感器;②红外传感器;③速度传感器”中选择合适的选项,将序号填写在横线处)。
  3. (3) 检测装置将检测到的实际高度返回到输入端与设定高度进行比较的过程,称为
  4. (4) 娱乐风洞控制系统向公众开放运行一段时间后,需要定期进行检查和维护以保证设备和体验者的安全,体现了系统的(在“①整体性;②安全性;③相关性;④动态性”中选择合适的选项,将序号填写在横线处)。
  5. (5) 在设计娱乐风洞时,既要考虑设计的成本,又要考虑系统的功能,还要兼顾人的安全,体现了系统分析的原则(在“①整体性;②科学性;③综合性;④经济实用性”中选择合适的选项,将序号填写在横线处)。
如图所示是石材切割机工作原理图。通过人机界面将石材的切割参数输入控制器,控制器通过继电器控制各个电机工作,工作台将石材移至设定位置,横梁下降,刀盘旋转并沿着横梁进给,完成切割。电机上的旋转编码器将电机的旋转量转换为计数脉冲信号,送入控制器中进行运算,控制器获得各个方向的间接位移量,并与设定值比较,当达到设定值时控制器控制相应的电机停止转动。请根据图及其描述,完成下面小题。

  1. (1) 从系统角度分析,下列分析中不正确的是(  )
    A . 切割机由驱动控制子系统、传动子系统、支撑子系统等组成 B . 任何一个电机损坏,都会影响切割机的工作,体现了系统的动态性 C . 设计时建立数学模型,将切割参数转化为控制参数,体现了系统分析的科学性原则 D . 在移动部件上安装位移传感器获得实际位移量,有利于提高控制精度
  2. (2) 该切割机的电机驱动控制系统中的被控对象是(  )
    A . 电机 B . 刀盘 C . 横梁 D . 石材
如图所示是苿即热式饮水机设计方案。自来水经过滤装置后进入储水箱,再送到煮水箱当水位达到高水位时,进水电磁阀断电关闭,水位降到低水位时电磁阀通电进水。在出水龙头取水时,电加热器迅速将煮水箱中的水加热至100℃,其间产生的水蒸气通过排气管排出。请完成下面小题

  1. (1) 下列关于即热式饮水机的说法中不正确的是(     )
    A . 为保证开水水质,过滤装置应定期更换,体现了系统的动态性 B . 高水位开关出现故障,导致排气管连续排水,体现了系统的环境适应性 C . 根据出水大小等因素确定电加热器的功率,体现了系统分析的科学性原则 D . 需考虑电加热器的功率以及对使用环境的影响等因素,体现了系统分析的综合性原则
  2. (2) 小明构思了下列几种电加热器控制方案,较合理的是
    A . 在出水龙头处安装传感器,有水流动时开始加热,无水流动时停止加热 B . 在排气管上安装传感器,有水蒸气流动时停止加热,无水蒸气流动时开始加热 C . 与水位开关联动,高水位时开始加热,低水位时停止加热 D . 与进水电磁阀联动,电磁阀通电时开始加热,电磁阀断电时停止加热
如图a所示是机械料斗定量控制系统,它采用混联杠杆。为了提高控制精度和稳定性,改造成如图b所示的电子控制,其采用了应变片传感器、放大电路等元件来控制门控开关。从系统的角度,下列分析中不正确的是(    )

A . 应变片传感器的灵敏度是该系统优化的影响因素 B . 优化前后的两种控制系统都可分为检测、控制和执行子系统 C . 将混联杠杆改为电子控制是该系统优化的手段 D . 优化时先考虑应变片传感器灵敏度,再考虑控制精度,体现系统分析整体性原则
如图所示是汽车的定速巡航系统。它可以实现司机不踩油门就能使车辆以固定的速度行驶。工作过程是:行车中,司机开启巡航系统后,车速传感器将速度信号传送给巡航控制单元ECU,ECU经过分析后控制节气门开度,从而改变发动机的转速,使汽车按司机设定的速度行驶。自适应巡航控制系统是在定速巡航系统的基础上优化而来。在行驶过程中,车距传感器持续扫描与前车之间的距离,当距离过小时,ACC控制单元可以通过与制动防抱死系统、发动机控制系统协调工作,使车轮适当制动,车辆与前方车辆始终保持安全距离。请完成下面小题。

  1. (1) 关于定速巡航系统,下列分析中正确的是(    )
    A . 定速巡航系统、自适应巡航控制系统都可以分为检测车距、控制和执行子系统 B . 通过控制节气门开度可以改变发动机的转速,体现了系统的相关性 C . 司机根据路况设定合适的巡航速度,体现了系统分析的整体性原则 D . 该系统有多个部分有机结合在一起,体现了系统的综合性
  2. (2) 下列关于自适应巡航控制系统的说法中不正确的是(    )
    A . 进一步解放司机是系统优化的目标之一 B . 车距传感器的灵敏度是系统优化的约束条件 C . ACC控制单元的设计是影响系统优化的因素 D . 增加车距传感器是系统优化的手段
  3. (3) 关于定速巡航系统,下列分析中正确的是(    )
    A . 输入量是传感器检测的速度信号 B . 执行器是节气门开度 C . 控制量是ECU发出的控制信号 D . 路面的坡度是该控制系统的干扰因素
如图所示为地源热泵系统的原理图,地源热泵是以岩土体、地层土壤、地下水或地表水为低温热源,由热泵机组、地热能交换系统、建筑物内温控系统等子系统组成的供热中央空调系统。在制冷状态下,热泵机组内的压缩机对冷媒做功,使其进行汽-液转化的循环。通过冷媒/空气热交换器内冷媒的蒸发将室内空气循环所携带的热量吸收至冷媒中,在冷媒循环的同时再通过冷媒/水热交换器内冷媒的冷凝,由水路循环将冷媒所携带的热量吸收,最终由水路循环转移至地下水或土壤里。在室内热量不断转移至地下的过程中,通过冷媒-空气热交换器,以16℃以下的冷风的形式为房供冷,使室内空气温度维持在舒适范围内。请根据以上材料完成下面小题。

  1. (1) 从系统角度看,下列分析不正确的是(    )
    A . 设计时首先要考虑系统实现的功能,再考虑控制的精度、维护及成本,体现系统分析的整体性原则 B . 冷媒不断地进行汽液间的转化循环体现了系统的动态性 C . 根据室温和土壤温度的差值计算并自主控制热泵机组的运行功率,体现了系统分析的科 学性原则 D . 对该系统的优化中,冷媒在地下土壤中行进的距离属于影响因素
  2. (2) 下列关于地源热泵系统的描述和分析中不正确的是(    )
    A . 执行器是热泵机组 B . 被控对象是水路中的冷媒 C . 土壤中的温度变化对控制系统产生干扰 D . 控制量是热泵机组的功率
电影胶片控制系统如图所示,工作过程是:电动机(图中未画出)按照设定转速带动主动拨盘,主动拨盘通过圆销拨动从动槽轮,使其间歇运动,从动槽轮同轴带动左右两个齿轮,齿轮通过胶片左右两列排孔带动胶片,使胶片间歇运动。根据示意图和描述,完成以下任务:

  1. (1) 该系统的控制手段属(在“A .气动控制;B .电子控制;C .机械控制”中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  2. (2) 系统设计时,需要对主动拨盘、从动槽轮、齿轮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);
  3. (3) 槽轮因圆销的长期柔性撞击而损坏,体现了系统的(在“A .环境适应性;B .整体性:C .动态性"中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  4. (4) 下列不属于该控制系统干扰因素的是(在“A .圆销的磨损;B .传动机构欠润滑;C .电动机转速的调节”中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  5. (5) 为了防止拨盘和槽轮生锈,下列处理方法中合理的是(在“A .砂纸打磨;B .淬火;C .锉削;D .电镀”中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  6. (6) 关于该系统的工作过程分析,不可能出现的是           (在下列选项中选择合适的选项,将序号填入横线处)。
    A . 放映时,主动拨盘顺时针转1/4周期间,胶片前进一格: B . 放映时,主动拨盘逆时针转1/4周期间,胶片前进一格; C . 倒带时,主动拨盘顺时针转1/4周期间,胶片后退一格; D . 倒带时,主动拨盘顺时针转3/4周期间,胶片后退一格。
某疲劳驾驶提醒系统的控制结构示意图如图所示,该提醒系统由摄像头、控制中心、提醒装置三部分构成,首先通过摄像头摄取驾驶人员的人脸状态信息,通过控制中心与预设的疲劳状态的人脸特征比对,确定驾驶人员处于疲劳驾驶时通过继电器控制声音震动提醒装置,发出声音和震动。请根据该结构示意图及相关描述完成下面小题。

  1. (1) 从系统的角度分析该疲劳驾驶提醒系统,下列相关说法中不正确的是(     )
    A . 该系统可分为摄像头子系统、控制中心子系统、提醒装置子系统 B . 通过完善人脸识别算法可以提升该系统的有效性,体现了系统的整体性 C . 在设计分析该系统时,先考虑摄像头的识别清晰度,再考虑提醒装置的提醒方式,体现了系统分析的整体性原则 D . 摄像头内置防抖系统,在颠簸路段也能摄取清晰图像,体现了系统的环境适应性
  2. (2) 下列关于该控制系统的分析中正确的是(     )
    A . 被控对象是人 B . 输人量是设定的疲劳状态人脸信息 C . 控制量是声音和震动 D . 执行器是继电器
下图所示是一款载人喷气飞板,喷射口会喷射出高速气流,将人员推向空中;采用自平衡技术,通过自动调节喷气推力的大小,控制飞行的速度与高度。下列关于该喷气飞板说法错误的是(   )

A . 该背包使用一段时间后,续航能力会大幅下降,体现了系统的动态性 B . 控制芯片出现故障,导致喷气飞板失控,体现了系统的整体性 C . 设计时根据负重计算动力的功率,匹配相应的续航时间,体现了系统分析的综合性原则 D . 设计该飞板要先确定单人军用标准,再分析控制、动力等系统体现系统分析整体性原则
如图所示是某变频恒压供水系统,该系统主要由PLC控制单元、变频器、泵组电机、供水管网、水池和压力传感器等组成。工作时首先在控制面板设定水压给定值,通过安装在管网出水端的压力传感器实测水压的反馈信号;若给定值大于实测值,说明系统水压低于设定值,则改变水泵电机的供电频率,使水泵电机转速上升,增大供水量,反之则降低水泵电机的转速,减小供水量。下列关于变频恒压供水系统的分析中正确的是(    )

 

A . 用户放水时,水泵电机转速增大,体现了系统的动态性 B . 水泵的性能是影响该系统优化的因素 C . 选择水泵的功率时既要考虑水池的容量大小又要考虑用户的用水量,体现了系统分析的综合性原则 D . 系统优化时需要考虑用户的用水量,因此用户的用水量是该系统优化的影响因素
如图所示是消防联动控制系统。在发生火灾时,消防联动控制器按设定的控制逻辑向消防供水泵、报警阀、消防卷帘门和防烟排烟阀和通风消防设施准确发出联动控制信号,实现对自动灭火系统、火灾警报、防火分隔系统、防烟排烟系统的联动控制,接收并显示上述系统设备的动作反馈信号,同时接收消防水池、高位水箱等消防设施的动态监测信号,实现对建筑消防设施的状态监视功能。

  1. (1) 从系统角度分析,下列对消防联动控制系统分析中正确的是(  )
    A . 可以分为自动灭火子系统、火灾警报子系统、防火分隔子系统和防烟排烟子系统等 B . 火灾时各子系统工作,体现了系统的环境适应性 C . 发生火灾时,供水泵开启,进行自动灭火,体现了系统的动态性 D . 在设计该系统时,既需要考虑系统的成本,又要考虑系统的功能,体现了系统分析的整体性原则
  2. (2) 下列关于自动灭火控制子系统的分析中正确的是(     )
    A . 传感器检测的是输出量 B . 控制器是供水泵 C . 该系统属于开环控制系统 D . 控制量是灭火
如图所示为物料自动混合控制系统示意图,当物料A下落到电子皮带上时,压力传感器将测得的数据传送到PLC与给定值进行比较,根据比较结果调节变频电机M1的转速,从而控制物料A的给料量。物料B为液体物料,液位传感器将检测到的液位信号传送到PLC,由PLC控制调节阀的开度,从而控制物料B的给料量。搅拌电机M2能根据搅拌器中液位变化,实时调整电机M2的转速。请根据示意图及描述完成以下任务:

  1. (1) 物料B液位控制子系统的控制方式属于 (在“A .开环控制;B .闭环控制”中选择合适的选项, 将序号填入横线处);
  2. (2) 根据液位变化,搅拌电机M2实时调整电机转速,下列系统特性中没有体现的是  (在“A .目的性; B .动态性; C .相关性; D .环境适应性”中选择合适的选项,将序号填入横线 处);
  3. (3) 设计该系统时,根据PLC和供电电源电压等参数选用电动机,体现了系统分析的 (在“A .综合性原则;B .科学性原则; C .整体性原则”中选择合适的选项, 将序号填入横线处);
  4. (4) 为了保证容器中物料A与物料B的配比合适,合理的措施是 (在“A .将调节阀改为手动控制;B .加快电子皮带的传动速度; C .优化PLC的算法,提高PLC的控制精度;D .减慢搅拌电机M2的转速”中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  5. (5) 下列属于物料A给料控制子系统干扰因素的是  (在“A .改变设定物料A的给料量; B .搅拌电机M2的性能老化; C .PLC输出信号异常”中选择合适的选项,将序号填在横线处);
地下管廊为城市的燃气、供电、通讯、供排水等设施预留空间,避免了因城市建设过程中道路重复开挖造成的人财物浪费。这一统筹设计主要体现了城市系统建设规划的(   )

A . 整体性原则 B . 安全性原则 C . 动态调整原则 D . 人性化设计原则
如图所示是小明学校寝室的组合家具,将床铺、书桌、书柜、衣柜组合在一起。请根据图片及其描述完成以下任务:

  1. (1) 下列分析中不正确的是(A .将床铺、书桌、书柜、衣柜组合在一起,提高了寝室空间的利用率,体现了技术的目的性;B .设计该家具时涉及人机工程学、材料、加工工艺、力学等方面的知识,体现了技术的综合性;C .睡觉时该家具没有普通床铺便利,体现了技术的两面性);
  2. (2) 设计时主要考虑人体动态尺寸的是(A .床铺的高度;B .衣柜门拉手的高度;C .书桌台面的高度;D .木梯横档的间距);
  3. (3) 小明为了检验该家具是否安全可靠,设计了以下试验,其中不合理的是(A .用手推拉家具的立柱,观察其摇晃程度;B .用重物由下而上逐档放置在木梯横档上,观察木梯是否牢固;C .躺在床上翻滚,观察围栏是否可靠;D .紧靠床沿站立,用拳头测量床边框距头顶的空隙,观察是否会撞头);
  4. (4) 构思设计方案时,参照了高低床、组合书柜等设计方案,该构思方法属于(A .草图法;B .模仿法;C .联想法;D .奇特性构思法);
  5. (5) 设计时先根据学生的特点确定整体的功能要求、空间布局和尺寸大小,然后分别设计床铺、书桌、书柜、衣柜,最后组合成整体,检查各部分是否协调,该设计方法符合系统分析的(A .整体性原则:B .综合性原则;C .科学性原则);
  6. (6) 小明准备在通用技术活动室制作木质围栏,锯割曲面时应选用的工具是

     

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