任务一 解析闭环控制系统工作过程 知识点题库

如图所示的一款汽车,其副驾驶座有安全带未系提示功能,当传感器检测到副驾驶座有人乘坐且未系安全带时,提示音将不断响起,直至副驾驶座系上安全带。

根据材料回答问题:

  1. (1) 该控制系统的传感器该选用(   )
    A . 气敏传感器 B . 光敏传感器 C . 压力传感器 D . 温度传感器
  2. (2) 该控制系统的输出量是(   )
    A . 提示音的响或停 B . 车辆的行驶或停止 C . 设定的提示音的音量 D . 副驾驶座上有人或无人
如图所示为一款烘箱的热风温度控制系统的示意图,其工作过程是:温度传感器检测到烘箱的实际温度,把信号传给温度控制器,与预设温度进行比较,到达预设温度时,温度控制器控制鼓风机及热风机关闭,低于预设温度时,鼓风机及热风机启动,从而使烘箱的实际温度保持在一定范围内。结合以上内容,请回答下列问题,在“       ”处填写上相应内容

  1. (1) 该控制系统的控制方式属于环控制,被控对象与被控量分别是。(在横线处填写相应的内容)。
  2. (2) 某次操作由于烘箱温度过高而超过设定温度,造成这次事故的原因可能是。(在①加热过程中温度传感器损坏;②供电电路损坏导致断路;③停止加热过程中温度传感器损坏 中选择一项,将序号填入)。
如图所示是一款能够监控机房内温度、湿度的仪器。当其温度或湿度高于设定上限或低于设定下限时,会自动发出报警声。以下分析正确的是(   )

A . 机房内外的声音会对该报警系统产生干扰 B . 温度、湿度上下限要人为设定的,该报警系统为人工控制 C . 温度、湿度是输入量,报警声是输出量 D . 报警器是该控制系统的执行器
如图所示为某款WiFi控制的智能炖锅,该炖锅能按照烹饪程序在各个时间段以不同的温度工作。炖锅上配有温度传感器,手机通过WiFi获取炖锅的温度,根据所获取的温度与设定值比较,再自动发送打开或关闭加热器的指令,从而实现炖锅加热时长和恒温控制,用户还可以下载各种菜肴的烹饪程序,通过手机实时监控炖锅温度。请完成下列各题,在“       ”处填写上相应内容。

  1. (1) 炖菜过程中的一个环节可视为恒温控制过程,这时该控制系统的控制方式属于环控制,检测装置与被控量分别是
  2. (2) 炖锅加热过程中若WiFi网络中断,炖锅持续加热可能会造成灾难,以下改进措施中最合理的是。(在①一旦断开网络,炖锅立即停止加热;②炖锅未接到改变温度信号就一直处于同一恒温控制;③一旦WiFi信号中断,炖锅按照手机上传的烹饪程序自动完成各环节恒温控制 中选择一项,将序号填入)。
在游泳池注水控制系统中,进水阀门属于(   )
A . 执行器 B . 控制器 C . 被控对象 D . 检测装置
如图是简单的闭环控制系统方框图,其中游泳池是(   )

A . 控制器 B . 被控量 C . 输入量 D . 被控对象
膜式材料的拉紧度可以用张力来衡量。在塑料薄膜生产过程中具有收卷时塑胶上的张力必须控制在一定值,防止塑料叠皱,控制收卷体积。如图是收卷塑料张力控制系统结构的原理示意图。由张力传感器检测塑料薄膜上的张紧力,由微电脑控制器改变电机的转速,以调节塑料的实际张力。根据下列要求回答问题:

完成该张力控制系统的方框图。

如图所示是某款应用于校园的直饮水机,具有自动加热、保温、净化水质等功能。

热水机保温自动控制系统

  1. (1) 小飞同学在学习了通用技术的有关知识后,画出了饮水机保温自动控制系统的部分框图,如图所示,请你帮助他完成该方框图,在图中有横线处填上相应内容。
  2. (2) 学校总务部门会定期派专业人员对该饮水机的控制电路、加热器和检测装置等进行日常维护,这体现了系统的性;近期小飞同学班级的饮水机一直处于加热状态,专业人员检修后发现,检测装置出现了故障,这说明该系统的各部件之间存在性。(在①整体性;②相关性;③目的性;④动态性;⑤环境适应性 中选择一项,填在横线处。)
  3. (3) 在周末和节假日期间,饮水机一直处在加热和保温的状态,非常浪费能源,为解决这一问题,以下方案可行的是。(在①安装一个定时插座,设置自动关闭时间,再将饮水机连在定时插座上;②设置红外线装置,当检测到饮水机周围没人时,则停止工作 中选择一项,填在横线处。)
如图所示的智能水龙头,由定时控制子系统和温度控制子系统组成,在水龙头上设定好出水时间和温度后,只要达到设定的时间节点,加热器立即加热,阀门自动打开,最终使出水时间及出水温度和设定值一致。下列关于水龙头控制系统的说法中错误的是(  )

A . 定时控制子系统是开环控制 B . 温度控制子系统是闭环控制 C . 温度控制子系统的执行器是阀门 D . 自来水水压是温度控制子系统的干扰因素
如图所示为某变频恒压供水系统控制示意图,该系统通过安装在用户供水管道上的压力传感器实时测量参考点水压并将其转换为电信号传递给PID控制器进行处理,PID控制器根据计算后的电压控制变频器的输出频率,从而控制水泵电机转速,最终使用户水管道上的压力恒定,实现变频恒压供水。据此请完成问题。

  1. (1) 从系统角度分析,下列分析中错误的是(  )
    A . 为使系统能长期正常运行,需对系统的各种设备定期维护,体现了系统的动态性 B . 采用变频恒压供水,具有高效节能、压力稳定、运行可靠、效益高等,体现了系统分析的综合性原则 C . 在配置水泵电机功率时,要考虑好所服务的用户总数,体现了系统的环境适应性 D . 设计时,根据国家电网频率及电机工作频率限制建模得到电机频率调节上限,体现系统分析的科学性原则
  2. (2) 该控制系统的被控对象是(  )
    A . 变频器 B . 水泵电机 C . 供水管道 D . 用户
如所示的水位控制置,其工作原理为:当储水箱的水位降低到下限时,环形电磁铁到达干簧管“2”正下方,由于磁化使干簧管“2”接通,制电控制水泵工作,开始向储水箱送水;当储水箱的水位升高到上限时,环形电磁铁到达干簧管“1”正下方,由于磁化使干簧管“1”接通,控制电路控制水泵停止工作。请回答下列问题。

  1. (1) 该控制系统的被控对象是(在A .储水箱;B .水压开关;C .干簧管中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  2. (2) 该控制系统的控制量是(在A .水位的高低;B .水泵的开与关;C .弹簧形变大小中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  3. (3) 该控制电中“L”的大小决定了(在A .水箱的水位;B .注水时间;C .活塞移动距离中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  4. (4) 水压开关中的弹簧用久了之后劲度系数会出现变化,导致控制出现误差。这体现了系统的(在A .目的性;B .整体性;C .动态性;D .相关性;E .环境适应性中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  5. (5) 该控制系统工作时,输出量会受到其周围不确定磁场等因素的影响,这种影响属于控制系统的(在A .约束条件;B .干扰因素;C .控制误差中选择合适的项,将序号填入在横线处);
下图是燃油发动机的转速控制示意图。调节臂能控制阀门开启的大小,当发动机的转速超出设定转速时,飞球离心力增大,调节臂向上移动,在杠杆作用下压杆下移,使阀门通孔截面积减小,发动机汽缸内进油减小,发动机转速下降。反之亦然。请根据以上描述,完成以下任务:

  1. (1) 该控制系统的控制手段和控制方式分别属于(在①开环控制;②闭环控制;③手动控制;④自动控制中选择合适的选项,将序号填写在横线处);
  2. (2) 该控制系统的被控对象是(在①飞球;②发动机;③调节阀;④调节臂中选择合适的选项,将序号填写在横线处);
  3. (3) 该控制系统的控制量、输入量分别是
  4. (4) 该控制系统用久后,调节阀会老化,要定期更换,这体现了系统的(在①目的性;②相关性;③整体性;④动态性;⑤环境适应性中选择合适的选项,将序号填写在横线处)。
如图所示是一款四足机器人,它的自平衡系统工作原理是:当机器人受到外力作用时,由惯性测量单元IMU模块测量出机器人当前的状态,经内置CPU进行分析计算,驱动电动机运转,电动机带动四足机器人的关节运动,使机器人的状态作相应调整,从而维持机器人的平衡状态。请根据示意图及描述图完成问题。

  1. (1) 下列关于该系统的说法中,不正确的是(   )
    A . IMU模块的精度是该系统优化的影响因素 B . 该机器人一条腿断了,就会影响它的平衡功能,体现了系统的整体性 C . 使用一段时间后,该机器人的充电性能下降,体现了系统的动态性 D . 该机器人经CPU分析计算后驱动电机运转,体现了系统分析的科学性原则
  2. (2) 下列关于该系统的控制器是 (   )
    A . IMU 模块 B . CPU C . 电动机 D . 关节
如图是恒速行驶系统示意图,其工作原理是操纵开关和车速传感器将信号送至ECU,ECU根据这些信号计算出节气门的合理开度,并给执行器发出信号调节节气门的开度,保持汽车按设定的车速行驶。下列关于该恒速行驶控制系统的分析不正确是(    )

A . 节气门传感器不是该系统反馈装置 B . 路面的坡度是该系统的干扰因素 C . 控制器为ECU,可对传感器的信号处理分析 D . 车速传感器将信号传至ECU,该信号是系统输入量
如图所示是农业大棚多点温室测控系统。其中包括温度控制和湿度控制。温度控制是当大棚内温度过高时增温降温器会降温,当温度过低时增温降温器会增温。湿度控制是当大棚内湿度过低时大棚增湿器会在地膜下暗灌一定的水量,当湿度过高时会开启通风设备,当湿度低于上限时通风停止。下列关于该控制系统的分析中正确的是 (    )

A . 温度控制子系统是闭环控制系统,湿度控制子系统是开环控制系统 B . 温度控制子系统的控制器是增温降温器 C . 湿度控制子系统的执行器只有增湿器 D . 该控制系统的被控量是大棚的湿度和温度
小王在学习汽车驾驶技术时,教练告诉他想保持一定的车速,如60km/h,则需要目视速度表盘,通过调节变速器或自动器(即踩油门或踩刹车)来增减车速。小王按照教练的要求在训练场上完成该过程。(提示:系统组成要素为变速器、传动轴、车轮、速度表)
  1. (1) 该过程属于是开环控制还是闭环控制?
  2. (2) 根据如下框图完成填空

    在此控制系统中被控对象是,控制器是 ,给定量是 。

自动驾驶控制技术包括车道保持系统(LKA)、自适应巡航控制系统(ACC)、自动泊车系统(AP)、紧急制动(AEB)和卫星导航系统等:

车道保持系统(LKA):使汽车遵循道路标志和声音警告并在车辆开始偏移车道时调整方向,保证汽车沿着目标车道线行驶。

自适应巡航控制系统(ACC):使汽车和前面的车辆始终保持一个安全的距离,确保无人驾驶汽车的安全性。

自动泊车系统(AP):使无人驾驶汽车能够顺利地实现在停车位的倒入和离开。

紧急制动系统(AEB):使汽车在遇到紧急情况时能够充分有效制动,同时使无人驾驶汽车处于人类的监视和控制范围之内。

下面关于该自动驾驶系统说法错误的是(   )

A . 自动泊车系统(AP)、自适应巡航控制系统(ACC)都属于自动控制 B . 紧急制动系统(AEB)在检测到与前车车距小于设定值时,紧急制动,该系统为闭环控制 C . 汽车开启自适应巡航模式,在行驶过程中马路中间突然窜出一条小狗导致行驶速度发生变化,属于该系统的干扰因素 D . 车道保持系统(LKA)的被控对象是汽车
下边为汽车制动控制系统局部原理图。踩刹车时,通过油压传递力,推动活塞,使摩擦块与制动盘摩擦力增大,控制制动盘的速度,实现制动控制。以下关于该控制系统的分析不正确的是(    )

A . 该控制通过油压传递力,存在液压控制 B . 该控制的被控对象是活塞与摩擦块 C . 控制量是摩擦块与制动盘摩擦力的大小 D . 该控制系统是开环控制系统
如图所示为太阳能热水器的原理图,阳光充足时,利用太阳能加热。天气不好时,可使用电加热器辅助加热。请根据示意图及其描述完成下面小题。

  1. (1) 下列关于该系统的分析中不正确的是(     )
    A . 电磁阀的性能是影响该系统优化的因素 B . 温度探头的精度影响电加热器的工作,体现了系统的相关性 C . 能根据天气的情况选择不同的加热方式,体现了系统的动态性 D . 设计系统时,对给进水、出水流量进行定量分析,体现了系统分析的科学性原则
  2. (2) 下列关于该电加热器辅助加热控制系统的分析不正确的是(     )
    A . 控制方式是闭环控制 B . 进水水温的变化属于影响因素 C . 温度探头是检测装置 D . 控制量是电加热器的功率
函数记录仪是一种自动记录电压信号的设备,其原理图如图所示,其中记录笔与电位器Rm的电刷机械连接。因此,由电位器R0和Rm组成桥式线路的输出电压Up与记录笔位移是成正比的。当有输入信号Ur时,在放大器输出端得到偏差电压Uε=Ur-Up,经放大器放大后驱动伺服电动机,并通过减速器及绳轮带动记录笔移动,使偏差电压减小至Up=Ur时,电动机停止转动。这时记录笔的位移L就代表了输入信号的大小。若输入信号随时间连续变化,则记录笔便跟随并描绘出信号随时间变化的曲线。以下说法不正确的一项是(    )

A . 该控制系统存在反馈,所以属于闭环控制系统 B . 该控制系统中,Ur是输入量,笔的位移L是输出量 C . 电动机和减速器是控制器,记录笔是执行器 D . 测量电路是检测装置,用于检测Up
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