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命令,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。

  1. (1) 炖菜过程中的一个环节可视为恒温控制过程,该控制系统的检测装置与被控量分别是(在横线处填写相应的内容)。
  2. (2) 手机定时向炖锅发送改变温度命令,实现分时段不同温度加热的控制,这种手机代替人实时调节和管理炖锅的温度的方法是(在①黑箱方法;②功能模拟法;③反馈方法 中选择一项,将序号填写在横线处)。
  3. (3) 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(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,将序号填写在横线处)。
如图所示的空气压缩机,当储气罐内的压缩空气排放到一定程度 时,压力开关自动接通电源,电机带动气泵运转,向储气罐补充 压缩空气,使储气罐内的气压保持在设定范围内。下列关于该压 缩机的气压控制系统分析中,正确的是

A . 控制方式属于开环控制 B . 输入量是电能 C . 控制量是气泵输出的空气流量 D . 输出量是储气罐内的压缩空气
如图所示是抽水马桶水箱的水位控制系统。在这个系统中,浮球、进水阀以及两者之间的连杆结构组成一个杠杆系统。它的主要特点是:水箱能保持预定的水量。试分析:

  1. (1) 针对水箱水位控制系统的特点,它要解决的主要问题是:当水箱里的水被用了之后,要能自动;当水箱里水的高度达到预定水位时,要能自动
  2. (2) 它解决问题的技术方法是:当旋转旋钮打开出水阀之后,水位下降,下降并通过连杆打开,给水箱补水;关闭出水阀后.随着水位上升,浮球上升并通过连杆逐渐关闭进水阀,水箱水位达到时,进水阀完全关闭,中断补水。
  3. (3) 它的一个优点和一个缺点分别是:
  4. (4) 你针对缺点的2个改进意见是:
下列控制系统中,属于闭环控制系统的是(  )
A . 电冰箱的温度控制                      B . 红绿灯定时控制系统 C . 带有红外热感应器马桶水箱的出水控制          D . 计算机的CPU上的风扇的转速控制
如图为吊车设计的远离危险控制系统。吊车上的感应器一旦感应到重物的存在,微电脑就会自动打开激光头照射,在重物的下方地面上照射出一个红色区域,提醒过往的人不要进入,被照射区域的大小也能远程自动调整。下列关于该控制系统的说法中,正确的是(  )

A . 被控对象是吊车 B . 执行器是激光头 C . 输入量是检测到人是否靠近 D . 输出量是激光头照射出红色区域
汽车的车架与轮胎是通过悬架连接起来的,自动悬架是由电脑控制的一种新型悬架,当汽车在不同的路面行驶时,自动悬架系统能够自动控制汽车的车身高度,从而增加汽车行驶的平顺性、稳定性。自动悬架系统的工作过程是:通过传感器检测到汽车车身的高度、振动幅度、车速等数据,电子控制单元ECU不停地接收到传感器的信息,并与预先设定的数据进行比较,再通过控制阀门来自动调整车身的位置。

请根据上述说明,完成下列任务:

  1. (1) 该控制系统的控制方式属于控制(在①开环;②闭环中选择一项,将序号填写在横线处);
  2. (2) 该控制系统的控制手段属于(在①手动控制;②自动控制中选择一项,将序号填写在横线处);
  3. (3) 该控制系统的输出量是(在①汽车的行驶速度;②汽车车身的实际高度;③汽车的振动幅度中选择一项,将序号填写在横线处);
  4. (4) 为了实时检测汽车车身的高度、振动幅度、车速等数据变化信号,电子控制单元ECU不停地接收到传感器的信息,并通过数学模型计算出汽车车身的实际高度,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);
  5. (5) 自动悬架系统自动控制汽车车身高度时会受到各种干扰,以下因素中属于干扰因素的是(在①压气机漏气;②刮风下雨;③雾霾的影响中选择一项,将序号填写在横线处)。
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传递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。

  1. (1) 根据描述,在跟踪风向的控制系统方框图中的横线处填写相应的内容;

     ② ③ ④ ⑤ 

  2. (2) 风向测定装置将检测到的风向信号传递给迎风控制装置与设定值比较的过程称为。(从干扰;反馈;控制  中选择一项,将正确填在横线处)
坦克运动上下左右颠簸,炮口要始终对准目标,需要用到火炮的双向稳定系统。坦克运动中炮管会随车体上下(左右)运动,高低角(水平角度)发生变化,陀螺传感器立刻将感受到的变化量转换成电信号,经放大后给执行机构对火炮加上修正力,使之迅速恢复到原定位置。对该控制系统的控制认识错误的是(  )
A . 陀螺传感器是角度传感器 B . 该控制系统的输出量是电信号 C . 该控制系统的被控对象是炮管 D . 该控制系统的执行机构不能选择气动控制
城市的扩张,气候的变化,大量的城市处于缺水状态,海绵工程应时而生。所谓海绵工程,是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水释放并加以利用。

为降低管理成本,许多绿地灌溉改用自动灌溉系统控制土壤的湿度。传感器检测土壤干燥程度,控制器就驱动电磁阀喷水,使土壤湿度保持在设定范围内,该灌溉系统是(在A .开环系统;B .闭环系统中选择合适的选项,将序号填入横线处);该控制系统的被控对象是;该控制系统的被控量是;该控制系统的给定量是

恒温自动干衣机,可在烘衣服时维持温度恒定,避免衣服被烧坏,其温度控制系统方框图如下。请按要求完成问题:

  1. (1) 恒温自动干衣机里的温度传感器的作用是(  )
    A . 加热 B . 设定温度 C . 控制 D . 检测反馈
  2. (2) 恒温自动干衣机控制类型是(  )系统 。
    A . 自动、开环 B . 自动、闭环 C . 人工、开环 D . 人工、闭环
  3. (3) 实际温度是恒温自动干衣机控制系统的(  )。
    A . 输入量 B . 控制量 C . 被控量 D . 执行器
如图所示是某厂的定量加料控制设备的工作原理示意图。在定量控制箱上输入加料预设流量,该装置会根据流量计检测到的流量数据,控制接触器驱动泵从储料罐中抽取原料进入反应容器,使注入反应容器中的原料流量保持恒定。

  1. (1) 该控制系统的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”4个选项中选择合适的两项,将序号填写在横线处)。
  2. (2) 请根据你所学知识分析,将编号(①反应容器中的原料流量②泵③预设流量④定量控制器⑤储料罐)填入对应的空格内。给定量是被控对象是执行器是
如图所示为智能输液器及其控制系统示意图,该系统包括智能输液滴速控制子系统、异常情况报警子系统以及输液完毕后的关断子系统。其中智能输液滴速控制系统工作原理是:红外对管检测茂菲滴管里是否有药液滴落,将信号送入单片机计算并与设定的滴速进行比较,控制蠕动泵改变药液的滴速,从而实现精确调速。请根据控制系统示意图及其描述,完成以下小题。

  1. (1) 下列关于智能输液器的分析,正确的是(    )
    A . 该系统的三个子系统输入信号是一致的 B . 该系统的三个子系统均为开环控制系统 C . 在智能输液滴速控制子系统中的蠕动泵是控制器 D . 红外对管仪仅是只能输液滴速控制子系统的反馈装置
  2. (2) 从系统角度分析,正确的是(    )
    A . 在没人看护的情况下,系统能实现自动关断,体现了系统的环境适应性 B . 三个子系统的控制器都是单片机,因此单片机是系统的核心元件,体现了系统的整体性 C . 该控制器单片机经过精确的对比来调节速度,体现了系统分析的科学性原则 D . 设计该系统时,既要考虑滴速的精确性,还要考虑异常情况下的安全性,体现了系统分析的综合性原则
案例与设计分析:

花房温室的温度和湿度都需要有效控制,花房温室一般是定期人工检测,根据需要温度和湿度控制,许多大型花房温度则安装了温度、湿度控制系统,能及时地对花房温度湿度进行降温除湿。如图所示是花房温室温度湿度控制系统方框图。请按要求完成下列问题:

  1. (1) 花房温室作为一个系统,其温度、湿度能够自动实时调节,体现了系统的(A .环境适应性;B .目的性;C .动态性)
  2. (2) 花房温室系统属于(A .自然实体系统;B .人造实体系统;C .人造抽象系统)
  3. (3) 花房温室内的实时温度、湿度是(A .被控对象;B .控制量;C .被控量)
  4. (4) 该控制系统的控制类型(A .手动开环控制;B .手动闭环控制;C .自动开环控制;D .自动闭环控制)
如图所示为数控机床,数字化机床控制系统的工作原理为:数控装置内的计算机把输入的零件信息传递给伺服系统,伺服系统向机床主轴及传动机构发出指令,机床主体则按照这些指令完成工件的加工。机床工作时,位移传感器会实时检测机床主体的位置,并将信息传递给数控装置,从而实现精准加工。请根据描述完成下面小题。

  1. (1) 下列关于该系统的说法不正确的是(    )
    A . 数控装置出现故障,导致机床工作不正常,体现了系统的整体性 B . 数控机床能用于加工改型频繁、型面复杂的工件,体现了系统的目的性 C . 主轴与轴承等部位要经常添加润滑油,体现了系统的相关性 D . 数控机床的行业规范是该系统优化的约束条件
  2. (2) 下列关于该控制系统的说法正确的是(    )
    A . 被控对象是传动机构 B . 位移传感器通过反馈消除了干扰 C . 被控量是机床主体的位置 D . 控制量是输入的零件信息
如图所示是电热水器温度自动控制系统的示意图,当热电偶测到水温低于设定值,控制电路接通加热丝,加热储水箱中的水,使水温达到设定值,关于该控制系统,下列说法中正确的是(   )

A . 控制器是热电偶 B . 该控制系统没有反馈 C . 被控对象是储水箱(储水箱里的水) D . 储水箱外部温度的变化不属于这个系统的干扰因素
如图所示是浇铸机结晶器钢水液位控制系统示意图。浇铸时,中间包连续向结晶器浇筑钢水,钢水在结晶器内冷却结晶后被拉胚装置拉出形成钢胚。结晶器内钢水液位的稳定和高低,直接影响钢胚的质量和产量。钢水液位波动引起电涡流传感器与液面之间的间隙产生变化,从而引起电涡流信号变化,液位仪根据信号的大小计算出实际的液位,送给PLC与液位设定值比较,PLC根据比较差值通过驱动器控制电动缸运动,带动塞棒升高或降低,改变中间包浇注口的大小,调节流入结晶器内钢水的流量,从而使液位稳定在一定范围内。该控制系统中对结晶器钢水液位控制精度没有影响的是(     )

A . 液位设定值 B . 液位仪的性能 C . 电动缸的运动精度 D . 电涡流传感器的灵敏度
在抗击新冠病毒的战疫中,负压病房发挥了巨大的作用。负压病房是通过气压控制原理降低了病毒向外传播的可能性。如图所示是负压病房的压力控制框图,该控制系统中描述正确的是(   )

A . 给定压力值的变化属于该系统的干扰因素 B . 病房内的实际气压属于该系统的控制量 C . 该控制系统是闭环控制系统,其判断依据是系统中有检测装置 D . 交流调速装置和空压机属于该系统的执行器
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。当阳光不足或用户用水量过大时,可自动启动电加热器对储水箱中的水加热。水位低时控制器可以控制供水入口开关打开,储水箱中水满时能自动停止进水,当储水箱中缺水时发出报警。根据该系统回答以下问题:

  1. (1) 该系统的补水控制系统的控制手段和控制方式分别为(A .自动控制;B .手动控制;C .开环控制;D .闭环控制);
  2. (2) 该系统中有多个子系统,其中对水加热的子系统是(A .电加热;B .卫浴设施;C .水位控制子系统;D .真空管集热;E .水循环子系统);
  3. (3) 该控制系统中的电加热器属于系统中的(A .控制器;B .执行器;C .被控对象);
  4. (4) 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(A .综合性;B .科学性;C .整体性)原则。
如图所示是一加热炉的恒温自动控制示意图。以下关于该控制系统说法正确的是(  )

A . 该控制系统的设计模拟了人的功能和行为,这种方法是黑箱方法 B . 电热丝在控制系统中的作用是检测温度并反馈 C . 调低设定温度或炉体隔热性能不好会导致炉内温度降低,都是该控制系统的干扰因素 D . 在加热炉工作时,如果炉内温度大大超过了设定值,可能的原因是控制器损坏
根据如图所示控制框图分析,以下说法不正确的是(    )

A . 该控制属于闭环控制 B . MCU是控制器 C . 电机是执行器 D . 信号调理电路属于反馈
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