闭环控制系统的基本组成 知识点题库

太阳能热水器是利用太阳的能量将水加热的装置,由集热管、水箱、支架及相关附件组成。太阳能热水器水箱一般都带有水位自动控制系统,当水箱水位低于设定的水位,能够自动加水。请回答:

  1. (1) 对于太阳能热水器,下列说法错误的是:(   )
    A . 体现了人们利用技术造福人类 B . 其设计符合可持续发展原则 C . 水箱水位自动控制系统的控制对象是水箱(水箱里的水) D . 水箱水位自动控制系统的执行器是集热管
  2. (2) 太阳能热水器水箱水位自动控制系统中,输入量是:(   )
    A . 设定的水位 B . 太阳光的强弱 C . 加水的时间 D . 实际的水位
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
手工缝衣服首先要纫针,纫针的过程是一个人工闭环控制系统,请根据框图回答问题。

该控制系统的给定量是 ,控制器是 ,执行器是

下图为水箱水位控制系统方框图,以下说法正确的是(   )

A . 水箱水位控制系统为闭环控制系统 B . 水箱水位控制系统为开环控制系统 C . 实际水位为被控量,即输入量 D . 当水位差为零时,阀门将开启、注水
部分大型剧场都会安装二氧化碳浓度控制系统,其原理是二氧化碳浓度探测器探测到室内二氧化碳浓度超过设定值时,控制电路开启排风扇;当室内二氧化碳浓度低于设定值时,则自动关闭排风扇。关于该控制系统,以下说法中不正确的是(   )
A . 输出量是实际二氧化碳浓度  B . 控制器是控制电路  C . 检测装置是二氧化碳浓度探测器 D . 被控对象是排风扇
如图所示的抽水马桶水箱水位控制系统中,属于检测装置的是(  )

A . 进水阀 B . 支点 C . 浮球 D . 出水阀                              
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。请根据题图及其描述,完成问题

  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
如图所示为电加热开水炉,包括水位控制、温度控制和显示控制子系统,当炉内水位低于设定水位时,进水阀门打开,同时启动加热,红色指示灯亮,绿色指示灯熄灭;达到设定水位后,进水阀门关闭,并继续加热至100摄氏度后停止加热,红色指示灯熄灭,绿色指示灯亮,开水炉进入保温状态。关于该控制系统以下说法正确的是(   )

A . 水位控制子系统的被控对象是进水阀门 B . 温度控制子系统的被控对象是电热丝 C . 显示控制子系统的被控对象是红色、绿色指示灯 D . 此系统包括三个子系统,它们之间相互独立
车发动机冷却系统主要由发动机机体、水泵、散热器、节温器以及附属装置等组成。当冷车启动时,在冷却液未达到一定温度前节温器关闭主阀门,此时冷却液不流经散热器而只在发动机内小循环,从而使发动机能很快升温到适宜的温度。随着发动机温度的升高,冷却液温度升高到一定温度时,节温器开启主阀门,这时冷却液从发动机出来后经过散热器散热,再经水泵重新进入发动机,将多余的热量带走,从而使发动机保持在设定的工作温度。下列关于该控制系统的分析中不正确的是(  )

A . 该系统的控制器是节温器 B . 该系统的被控对象是发动机 C . 该系统的执行器是水泵 D . 该控制系统存在反馈过程
回答下列问题

图1 实物图

  1. (1) 如图实物图所示,工程师恩格尔伯格(Joseph Engelberger)与机械运动学、人体解剖学和计算机等领域的专家组建团队,共同研发了世界上第一台工业机器人,体现技术的创新性,也体现技术性质。该团队在研发该产品时采用了(①综合性;②两面性;③专利性;④功能模拟法;⑤黑箱方法,从上述选项中选一项,将序号填入横线中)。
  2. (2) 如图系统示意图所示,为将一个物体从A移到B位置,需要一个庞大系统来实现,从系统分析综合性原则考虑,首先要解决(①回转伺服控制器;②视觉系统;③控制计算机;④通讯协议;⑤滑觉与力觉传感器,从上述选项中选一项,将序号填入横线中)。

    图2 系统示意图

  3. (3) 如图1实物图所示,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ是为完成转动的伺服电动机。其中一个机械臂控制系统如图所示,该闭环控制系统的被控对象是,执行器是,从控制计算机接收到的指令的含义是(①机械臂;②伺服电动机;③伺服电动机的速度;④伺服电动机的转动位置;⑤机械臂的位置;⑥伺服电动机的转动的速度,从上述选项中分别选一项,将序号填入横线中)。

一个抽屉灯光控制系统,具有两个子系统组成。抽屉开关子系统的功能:当传感器1检测到抽屉打开信号后,电子芯片下达命令给电子开关,启动亮度控制子系统;抽屉打开后,传感器2检测到外界亮度低于设定亮度时,电子芯片调节可调电阻的阻值,改变led灯的亮度,进而使抽屉内的亮度维持在设定亮度附近。下列说法中正确的是(  )

A . 抽屉开关子系统和亮度控制子系统都属于开环控制系统 B . led灯的亮度是亮度控制子系统的被控量 C . 亮度控制子系统的执行器是可调电阻和led灯 D . 电子开关是抽屉开关子系统的被控对象
如图所示是卷纸自动恒张力控制系统的工作示意图,卷纸运动由电机带动,当压力传感器检测到张力检测辊压力过大(卷纸张力过大造成),把检测信号传输给控制器,控制器发出控制信号给磁粉制动器减少制动阻力,使卷纸张力下降。下列关于卷纸自动恒控制系统分析中,正确的是(  )

A . 控制方式属于开环控制 B . 执行器是张力检测辊 C . 控制量是制动阻力 D . 被控对象是磁粉制动器
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,这种研究方法是黑箱方法 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
如图所示为数控机床系统控制图,程序输入数控系统后,MCU处理并输出的脉冲信号来控制步进电动机。它以变换脉冲信号来控制机床工作台坐标位移量和位移速度、方向。请根据示意图和描述完成以下任务:

  1. (1) 数控机床系统控制系统可以减少工人手工调整机床工作台的次数,这体现了技术具有 作用(在 A .解放人; B .保护人; C .发展人中选择合适的一项, 将序号填写在横线处);
  2. (2) 该系统中机床工作台控制系统的控制手段和控制方式属于(在“A .人工控制;B .自动控制;C .开环控制;D .闭环控制”中选择合适的选项);
  3. (3) 该系统中伺服电动机控制子系统的被控对象是
  4. (4) 位置传感器的作用是(从A .机床工作台系统的反馈装置;B .机床工作台系统 的输入部分;C .伺服电动机控制子系统的输入部分 中选择合适的一项,将序号填入横线中)
  5. (5) 下列属于数控机床系统的干扰因素是(从A .外界电压的波动;B .位置传感器的获取信号变化;C .MCU的指令脉冲变化 中选择合适的一项,将序号填入横线中)
  6. (6) 数控系统长期使用后,由于电机的老化及丝杠的磨损,容易出现不稳定的情况,这体现了系统的特征是(多选,在A .环境适应性;B .动态性;C .相关性;D .整体性;E .综合性中选择合适选项,将序号填写在横线处):
  7. (7) 数控机床系统控制系统的应用提高了加工的精度,降低了工人操作的危险程度,同时提高了加工效率,这体现了设计的一般原则中的原则是(多选,在A .实用原则; B .技术规范原则; C .经济原则;D .道德原则;E .美观原则;中选择合适的选项, 将序 号填写在横线处);
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,这种研究方法是黑箱方法 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,可能原因是控制器损坏
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。

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
如图所示是四旋翼无人机,具有可垂直起降、可空中悬停等特点。四旋翼无人机一般是由飞控系统、导航系统、动力系统、数据链传输系统等组成。当该无人机处于自动悬停工作模式时,依靠无人机内部的检测单元,系统可以识别当前的姿态,控制模块给执行模块发送各种指令,实现无人机实现高度和水平位置的锁定,下列关于自动悬停控制系统的分析中正确的是(   )

A . 控制手段是人工控制 B . 检测单元检测无人机当前姿态的过程就是反馈 C . 控制模块发送的各种指令是控制量 D . 外界的风是该控制系统的干扰因素
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
如图所示为某款智能扫地机器人,工作过程中,该机器人的电量传感器实时监测自身电池电量,并将该电量信息传送到控制模块,如果实际电量低于设定电量,控制模块就会发出需要充电的指令,充电模块接到指令后引导智能扫地机器人自动回到充电处进行充电,直到充满。请结合所学知识回答下列问题。

  1. (1) 请问该控制系统属于开环控制系统还是闭环控制系统?
  2. (2) 请结合下图,将编号(①控制模块②电量传感器③实际电量)填入对应的空格内。该控制系统的控制器是,被控量是,反馈环节是

如图所示是某卷材的印刷工序中采用的卷材张力控制系统示意图。一般在材料放卷和收卷时,卷材的卷径会不断发生变化,而卷材的张力则随着卷径的变化而不断变化。如不对卷材张力加以控制,严重时,卷材将有可能发生断裂。图中,张力检出器检测卷材的实时张力信号传递给控制器ATC600经过PID处理后输出0-10V控制信号,经由功率放大后供给磁粉离合器或制动器以调整其输出力矩,以达到稳定的张力控制。请根据示意图及其描述完成小题。

  1. (1) 从系统的角度分析,下列说法中不恰当的是(   )
    A . 具有自动对卷材进行张力控制的功能,体现了系统的目的性 B . 张力检出器的检测精度是该系统优化的影响因素 C . 该卷材张力控制系统由磁粉制动器(离合器)、张力控制器、张力传感器、马达、卷材等设备组成 D . 该系统通过材料线速度与实际卷径计算出一个匹配频率设定值使收(放)卷的线速度与材料线速度基本匹配,体现了系统分析的科学性原则
  2. (2) 下列关于卷材张力控制系统分析中错误的是(   )
    A . 执行器是电动机、减速机 B . 被控对象是卷材 C . 该系统属于闭环控制系统 D . 控制量是磁粉制动器、离合器的输出力矩
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