任务一 解析闭环控制系统工作过程 知识点题库

如图所示为房屋楼顶太阳能热水器的自动供水控制系统原理图。其工作原理是:当太阳能热水器水箱中用水量变化时,水箱中的水位发生变化,检测装置把检测到的水位信号反馈给控制器,与设定水位进行比较。控制器根据偏差值控制上水电磁阀,决定是否让自来水流入以此保持水箱中的水位在设定范围内。

  1. (1) 请为该系统的检测装置选择一个合适的传感器(从水温传感器、水压传感器、水位传感器)。
  2. (2) 根据示意图及其描述,画出控制系统方框图。
自适应巡航控制(ACC)是通过调整车速以适应交通状况的汽车运行控制。其控制过程为:在车辆行驶过程中,安装在车辆前部的雷达持续扫描车辆前方,通过接收雷达信号检测出与前车的车距,同时轮速传感器采集车速信号,当与前车之间的距离过小或过大时,ACC控制单元通过协调制动防抱死系统和发动机控制系统控制车轮转速,使车辆与前方车辆始终保持在设定的安全距离。请根据示意图和描述,完成以下任务:

  1. (1) 自适应巡航的控制方式属于(在①开环控制;②闭环控制中选择合适的选项,将序号填写在横线处)
  2. (2) 该系统的执行器和被控对象分别是(在①制动防抱死系统和发动机控制系统;②车轮;③车辆;④前方车辆中选择合适的选项,将序号填写在横线处)
  3. (3) 通过协调制动防抱死系统和发动机控制系统控制车轮转速,使车辆与前方车辆始终保持在设定的安全距离。此“设定的安全距离”属于控制系统的(在①控制的目标;②控制的条件;③被控量;④控制量中选择合适的选项,将序号填写在横线处)
  4. (4) 为提高该系统的工作效果,以下不属于有效的优化措施是(在①提高车距检测灵敏度与精确度;②增加安全距离;③提高刹车与油门控制的精准度;④增加雷达测速报警装置中选择合适的选项,将序号填写在横线处)。
下图为冬季鱼缸恒温控制电路,当温度降到一定值时,恒温电路工作,使电热丝通电,对水缸进行加热;当温度升高到一定值时,自动切断电热丝电源,从而实现鱼缸恒温控制。

  1. (1) 补全该电子控制系统的方框图。

            ②      ③

            ⑤

  2. (2) RT为正温度系数热敏电阻,该电阻当温度升高时,电阻值将。(增大,减小)
  3. (3) 继电器J线圈额定电压应选择。(直流6V,直流12V)
  4. (4) 当RP中心抽头向上调时,则鱼缸温度将(升高,降低)。
  5. (5) 当继电器J吸合时,但电热丝不加热,则可能的故障是
如图甲所示是某水族箱温度自动控制装置部分电路。集成电路是555,各脚的逻辑关系见表,已知R 和R 都是负温度系数热敏电阻,请完成以下任务。

2脚

6脚

3脚

<1/3Vcc

<1/t+3Vcc

高电平

>1/3Vcc

t<2/3Vcc

保持

>1/3Vcc

>2,73Vcc

低电平

  1. (1) 根据电路图,以下是部分元件的管脚连线,以下描述正确的是(在“①A是错的,8是对的;②A是对的,8是错的;③A和B都是对的”中选择合适的选项,将序号填入横线处);

  2. (2) 当R 检测到温度小于20℃时,开始加热,R 检测到温度大于24℃时,停止加热,请在图甲A、B两个虚框中连线;
  3. (3) 假如想要调节成18。C到26C的温度区间,应该是 (在“①R 调大,R 调小;②R N4',R 调大;③R 和R 都调大”中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  4. (4) 请你从图乙虚框中选择合适的接头与逻辑门电路的输入和输出端相连,并在方框内画出一个适合的逻辑门符号,使得水位过低时电热水器不加热。

如图所示是电热水器温度自动控制系统的控制方框图。当热电偶检测到箱内水温低于设定值时,控制电路控制加热丝工作,加热储水箱中的水,待水温达到设定值后,加热丝停止工作,使箱内水温保持在设定温度。下列关于该控制系统的说法正确的是(   )

A . 被控对象是加热丝 B . 被控量是箱内实际水温 C . 检测装置是热电偶 D . 具有反馈环节
如图所示为自动跟踪太阳灶。其工作原理是:光敏跟踪装置检测到太阳灶未对准太阳时,把信号传给控制模块,启动伺服电杋转动太阳灶,保证太阳灶始终对准太阳,以获得最大的能量。下列关于该控制系统的说法中,不正确的是(  )

A . 检测装置是光敏跟踪装置 B . 控制方式属于闭环 C . 控制量是伺服电动机的转速 D . 输入量是太阳灶实际对向太阳的方向
如图所示为太阳能热水器水箱水位控制系统的结构示意图。当水箱水位低于最低水位时,由控制器打开电磁阀,水箱进水;当水位上升到最高水位时,控制器关闭电磁阀,停止进水。下列关于该控制系统的分析中说法不正确的是(   )

A . 水位探头属于反馈装置 B . 流过手阀2的水流量变化会影响流过电磁阀的水流量调节 C . 从冷水管流过混水阀的水流量不属于干扰因素 D . 电磁阀损坏无法加水时,可以通过手阀1实现手动加水
下图为纸浆浓度控制系统工作原理示意图,其工作原理如下:控制器将传感器检测到的配浆浓度与设定值相比较,根据偏差值控制电动调节阀调节清水流量,从而使配浆浓度达到设定值。根据示意图及其描述分析,下列说法中错误的是(  )

A . 该控制系统是闭环控制系统 B . 传感器应该选用浓度传感器 C . 控制量是清水流量 D . 被控对象是电动调节阀
如图所示为传统高层建筑水塔水位控制系统设计方案。系统启动后,若水池水位低于设定最低水位S1,液位传感器向PLC发出信号,PLC根据此信号打开电磁阀和水泵电机向水池注水,若5S后水池水位没有超过下限液位开关S1,则系统发出警报;若系统正常运行,当水位达到水池最高水位S2时,电磁阀自动关闭结束进水;当水塔水位低于最低水位S3时,水塔中液位传感器同样能够向PLC发出信号实现往水塔注水,当水塔水位达到最高水位S4时自动关闭进水。请完成下面小题。

  1. (1) 从系统的角度分析,下列关于该水塔水位控制系统的说法中正确的是(    )
    A . 水位自动控制功能是系统中各个部分在孤立状态下所没有的,体现了系统的相关性 B . 当水塔水位和水池水位同时低于其下限水位时,电机M2不能启动,体现了系统的环境适应性 C . 设计时根据水塔高度等数据选择合适功率的水泵电机,体现系统分析的科学性原则 D . 设计系统时需运用计算机科学、控制工程和系统论等知识,体现系统分析的综合性
  2. (2) 关于上述控制系统,下列说法中正确的是(    )
    A . 水塔水位控制系统的控制器是PLC B . 水塔水位控制系统的输入量和输出量都是设定水位 C . 电机M2的作用是将水从水塔抽入到缺水的水池中 D . 水塔水位控制和水位警报控制都属于闭环控制
如图所示为电热水壶。其工作原理为,按下电源开关,发热底盘通电加热,当水沸腾时产生的水蒸汽使感温元件的双金属片变形,这种变形通过杠杆原理推动电源开关断电。因电源开关断电后不可自复位,故断电后水壶中的水不会自动再加热。用控制系统方框图表示电热水壶温度控制系统,被控对象的确定合适的是(    )

A . 电源开关 B . 双金属片 C . 发热底盘 D . 水壶和水
如图为某水位控制系统,通过浮球检测到水池水位下降时,放大器接受到电位器产生的电信号,电机带动减速器控制阀门的开启程度。当浮球达到设定位置时,阀门关闭。

从控制系统的角度分析,下列说法不正确的是(   )

A . 该控制为闭环控制的原因是浮球对控制目标进行了反馈,使被控量能稳定在一定范围内 B . 放大器接受的电信号为控制量 C . 当水位下降后,要提高水位恢复的速度,可以增加进水的水压 D . 电动机、减速器、阀门都属于该控制的执行器
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。下列关于汽车速度(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
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的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。下列关于数控车床电动刀架控制系统的分析中正确是(   )

A . 控制量是刀体的实际位置 B . 控制器是电机 C . 被控对象是刀体 D . 该控制方式是开环控制
车载空调的制冷控制系统主要由冷凝器、膨胀阀、微处理器、鼓风机、蒸发器、压缩机、制冷剂储液干、燥器等组成,压缩机和膨胀阀协同工作使制冷剂循环制冷,鼓风机将车厢外的热空气吹经蒸发器使空气温度降低并送入车厢内。制冷时,温度传感器采集车厢内实际温度,微处理器根据设定温度与实测温度对压缩机、膨胀阀和鼓风机作出相应控制,使车厢内温度稳定在设定温度附近。
  1. (1) 若以车厢内的空气作为被控对象,下列关于该制冷控制系统的说法中正确的是(   )
    A . 控制方式为开环控制 B . 控制量为微处理器输出信号 C . 输入量是鼓风机从车厢外鼓入的热空气 D . 检测装置是温度传感器
  2. (2) 关于该温度控制系统中不属于干扰因素的是(   )
    A . 车窗的开闭 B . 车载空调电源电压不稳定 C . 误触按钮导致设定温度偏高 D . 微处理器输出信号异常
随着科学技术的发展,智能家居进入了普通的家庭。图中所示为其中的温度控制系统示意图,在寒冷的冬天,当我们准备回家时。通过手机打开空调并设置所需温度,让我们一进门就能感受到家的温暖。它的主要特点是:实现对室内温度的远程控制。试分析:

  1. (1) 针对其主要特点,它要解决的主要问题是:通过对网络通信、自动控制等技术的综合运用,将家居生活有关的设施集成,构建高效的室内温度控制系统,提升家居的安全性、便利性、舒适性,并实现环保节能的居住环境。这体现了技术的性,这遵循设计的原则。
  2. (2) 它解决问题的技术方法是:利用手机、电脑等终端设备和网络通信技术,通过智能系统实现对空调的远程操作。 从而实现对室内温度的控制,构成了控制系统(选填“开环”或者“闭环”) 。其中, 控制器,执行器是
  3. (3) 它的1个优点是
  4. (4) 说出它的1个缺点,并针对你发现的缺点,提出改进意见
如图所示为一款手机稳定防抖器。防抖器一端可以连接在自拍杆上,其手机支架可以有效地固定手机。不管如何晃动,该防抖器可以一直使用手机支架保持水平。关于该手机水平角度控制系统,以下说法中正确的是(   )

A . 该控制系统为开环控制系统 B . 将该防抖器拆开以分析其控制过程的方法为黑箱方法 C . 被控对象为手机 D . 输入量为手机支架的水平角度设定值
要对纸的原料进行处理,需要严格处理纸浆。如图所示为纸浆浓度控制系统示意图。其工作原理是:传感器检测来自取样阀的配浆浓度,根据与设定值的偏差,控制器控制电动调节阀调节清水流量,使配浆浓度达到设定值。下列关于该控制系统的描述不正确的是(    )

A . 执行器为电动调节阀 B . 输入量是清水流量 C . 输入量是配浆浓度设定值 D . 有比较环节
风力发电机运行时风轮对准风向才能获得最大风能,如图所示是风力发电机跟踪风向的控制系统示意图,风向测定装置将检测到的风向信号送给迎风控制装置与设定值比较,迎风控制装置根据角度偏差信号控制偏航电机运转调整风轮角度,使风轮始终对准风向。关于该控制系统,下列说法正确的是(  )

A . 被控对象是风轮 B . 反馈装置是偏航电机 C . 输入量是风力大小 D . 输出量是风轮是否转动
如图所示的隧道内设置烟雾浓度控制系统,用于调节隧道内的空气质量和能见度。检测装置测出隧道内的实际烟雾浓度值并输入到控制器与设定值进行比较,隧道内的烟雾浓度值超过设定值时,控制器控制电机带动风叶运转,从而使烟雾浓度下降到设定值,改善隧道内的空气质量和能见度。请回答下列各题:

  1. (1) 该控制属于控制(在①开环控制;②闭环控制中选择合适的选项,将序号填写在横线处)。
  2. (2) 根据上述描述,分析该系统的控制过程,在方框图中横线处填写相应的内容。如果是开环请忽略图下面的方框和箭头。

  3. (3) 该系统在设计时,根据隧道的长度、车流量、汽车尾气排放量、气候建立数学模型进行研究,为确定风机的通风量和机组的数量、布置测控点提供依据,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)。
  4. (4) 该系统发生故障后,当隧道内的烟雾浓度值超过设定值时,容易发生交通事故。为了提高系统的可靠性,确保隧道内行车安全,需要对系统进行优化,以下措施中合理的是(在下列措施中选择一项,将序号填写在横线处)。

    ①在隧道口设置声光报警装置,提醒司机注意;

    ②在隧道口设置减速带;

    ③增加备用设备,当该系统发生故障时,备用设备能自动投入使用。

如图所示是某款游泳池池水处理系统,由循环过滤、水质调节及恒温加热等部分组成。循环过滤部分的功能是:循环泵使水循环,通过过滤砂缸将浊水处理成净水,再回流至游泳池。水质调节部分的功能是:由水质监测仪实时监测水质,当水质低于设定值时,伺服控制器控制臭氧及加药装置加投药剂,从而改善水质使其达标。恒温加热部分的功能是:通过监测出水口水温,控制加热器加热功率,从而使池水保持恒温。请根据题图及描述完成下面小题。

  1. (1) 下列关于该池水处理系统的说法中正确的是(    )
    A . 该系统能保持池水水质达标与恒温,体现了系统的整体性 B . 设计该系统时需要考虑游泳池的容量、池水卫生规范和加药装置的精度等因素,体现了系统分析的整体性原则 C . 循环过滤、水质调节及恒温加热部分,可以单独进行设计 D . 设计团队的人员分工及设计水平是系统优化的影响因素
  2. (2) 下列关于恒温加热子系统的分析中,正确的是(    )
    A . 控制方式是开环控制 B . 被控对象是池水的温度 C . 游泳池的容量不是该子系统的干扰因素 D . 输入量是循环水流量
最近更新