闭环控制系统的设计知识点题库

如图所示是小王同学根据自己居住的农村的实际特点设计的一套自来水控制系统。该系统的具体方案如下：先选择一个水源丰富的地理位置打一口井，并在厨房及卫生间等需要用水的地方安装自来水管；与此同时修建一个水箱，存储从井中抽上后经过消毒、过滤的水；最后接入家中的自来水管，供日常生活使用。使用时，当水塔中存储的水下降到设定的深度1时，控制电路能自动启动水泵抽水至水箱中，并使水箱中的水位保持在设定的深度2。

（1）水箱的水位控制系统属于；(填写“开环控制系统”或“闭环控制系统”)
（2）水箱的设定深度1与设定深度2的高度关系应该是；(填写序号)
①设定深度1>设定深度2②设定深度1＝设定深度2

③设定深度1<设定深度2
（3）水箱的进水口与出水口设计应该是；(填写序号)
①进水口设计在水箱的顶部，出水口也设计在水箱的顶部；②进水口设计在水箱的底部，出水口应设计在水箱的顶部；③进水口设计在水箱的顶部，出水口应设计在水箱的底部；④进水口设计在水箱的底部，出水口也应设计在水箱的底部；
（4）试画出水塔水位的控制方框图。

如图所示是小明设计的小鸡孵化箱，该孵化箱包括微电脑数字温控器、温度探头、加热丝、水床等。系统正常运行时，当温度低于设定值时，加热丝加热；当温度高于设定值时，加热丝停止加热，使孵化箱内水床的温度保持在合理的范围之内。

（1）补充完整小明设计的控制系统方框图（在①温度探头；②电源；③加热丝；④微电脑数字温控器中选择合适的选项，将序号填写在“ ▲ ”处）；
Ⅰ；Ⅱ；Ⅲ。
（2）温度传感器放置的位置合理的是（在①水床下表面；②水床上表面；③在泡沫箱顶部中选择合适的选项，将序号填写在横线处）；
（3）为了节能环保，下列对鸡蛋孵化箱的优化措施合理的是和（在①换用更大的泡沫箱作为箱体；②换用更厚的泡沫箱作为箱体；③在泡沫箱内壁粘贴一层减小热辐射损失的材料；④换用功率更大的电源中选择合适的选项，将序号填写在横线处）。

【加试题】通用技术课上，老师布置学生设计一个水箱温度自动控制电路，要求水温能控制在40℃～50℃范围内。小红同学设计的电路如图甲所示，R_t1小R_t2是参数相同的负温度系数热敏电阻，R_P1用于调整温度的下限，R_P2用于调整温度的上限。控制部分电路主要由3个或非门组成，通过V_C的输出信号控制电热器的工作状态。请分析该电路，完成以下各题：

（1）当上限温度和下限温度调试完成后，在电路正常工作时，A点和8点电位的大小关系是(在“A .V_A<V_B; B .V_A—V_B；C .V_A>V_B”中选择合适的选项，将序号填入横线处)；
（2）当A、B两点都为低电平时，V_C的10脚输出(在“A ．高电平；B ．低电平；C ．状态不定”中选择合适的选项，将序号填入横线处)；
（3）调试电路时，发现当V_C的10脚输出低电平时电热器不发热，可以排除的原因是(在“A ．R₁阻值太大；B ．继电器触点接触不良；C ．继电器线圈断路；D ．V₂开路”中选择合适的选项，将序号填入横线处)；
（4）老师在批阅后指出，该控制电路当水的温度达到上限后，继电器触点会开闭频繁，即水温达到50℃时，继电器触点断开；水温降到小于50℃时，继电器触点又闭合，不能实现40～50℃的区间控制。老师提示可以通过改变V_B的连接解决该问题。请分析原因，在虚线框中重新画出其电路(若需补充其他元件，请自选)。

如图1所示为晾衣竿的示意图，既可以实现晾衣竿的升降，又能够对衣物进行收集与分散，方便收晒；晾衣竿由升降控制子系统和晾衣架收集、分散子系统组成，如图2所示，通过遥控器指令实现相应的功能控制。请根据示意图及其描述。

（1）衣架收集、分散控制子系统的执行器是（）

A . 电机 B . 切换装置 C . 电机及切换装置 D . 晾衣架
（2）由于各种传动时间的长短由人工按键来决定，导致晾衣竿的升降和晾衣架移动的位置存在误差。为了提高控制精度，下列改进措施中最合理的是（）

A . 设置限位障碍块，确保升降和移动不越位 B . 换成高精度电机，保证电动机转速的平稳 C . 采用两个完全独立的控制系统，保证不同控制互不干扰 D . 增加传感器并实时检测，与设定的限制数据比较实现实时控制

如图所示为某校学生设计制作的自动取汤机，能保持汤的温度在一定范围内。按一下取汤按钮，就自动落下一只碗，并放出一定量的汤在碗中。在该自动取汤机的温度控制系统中，不需要的器件是（）

A . 温度传感器 B . 加热器 C . 温度控制器 D . 电磁阀

小明正在设计一个简易教室粉尘净化控制系统。系统的传感器检测教室内粉尘浓度，当粉尘浓度高于一定值时，进气扇和排气扇自动开启，吹入干净空气的同时排出含粉尘空气，降低室内粉尘浓度。关于该控制系统，下列设计分析不正确的是（）

A . 可以采用光敏传感器检测粉尘浓度 B . 可以采用电磁继电器的触点作为风扇自动开关 C . 被控对象是进气扇和排气扇 D . 外界环境的粉尘浓度是该控制系统的干扰因素

关于控制，下列说法不正确的是（）

A . 能将控制的结果反馈回来与目标值进行比较，并根据它们的误差及时调整控制过程的系统称为闭环控制系统 B . 手动控制系统与自动控制系统最大的区别在于控制的过程中需不需要人的直接干预 C . 在控制过程中所有能引起被控量变化的因素都是干扰因素 D . 闭环控制系统的核心是通过反馈来减少被控量的偏差

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