闭环控制系统的基本组成 知识点题库

理解一个控制现象,要明确控制的对象是什么,控制要达到什么目的和采取什么手段。导弹控制系统控制的是导弹与目标之间的距离,目的是要击中目标(距离为零)。分析这个控制系统,其控制的对象是(   )

A . B . 目标 C . 计算机 D . 导弹
如图所示是磁悬浮列车浮力控制原理示意图:装在车辆转向架上的导电磁铁(悬浮电磁铁)与导轨上的铁磁轨道(导磁轨道)相互吸引,磁场浮力使车辆浮起。传感器实时测量车辆浮起的实际间隙返回给悬浮控制器,比较后精确地控制电磁铁中的电流,使车体与导轨之间保持10毫米左右的间隙。请根据上述说明,完成下列任务(将序号填写在“        ”处)

  1. (1) 该磁悬浮列车浮力控制系统的控制手段属于控制(在①手动;②自动中选择一项);
  2. (2) 该磁悬浮列车浮力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);
  3. (3) 该磁悬浮控制系统的输出量是(在①磁场浮力;②电磁铁中的电流;③车体与导轨实际间隙;④推进动力 中选择一项);
  4. (4) 该磁悬浮控制系统的执行器是(在①悬浮控制器;②导磁轨道;③导电磁铁;④转向架模块 中选择一项);
  5. (5) 传感器实时测量车辆浮起的实际间隙返回给悬浮控制器,比较后精确地控制电磁铁中的电流,这一过程称为(在①黑箱方法;②反馈;③干扰 中选择一项);
  6. (6) 该磁悬浮控制技术运用了材料学、电磁学等多门学科知识,这体现了技术的(在①目的性;②创新性;③两面性;④综合性 中选择一项);
如图是某厕所水箱的自动控制装置:拨动防水阀手柄打开防水阀放水,水箱水位下降,浮子下落进水阀打开进水,当水位上升时浮子被抬高使进水阀堵住进水口停止进水,从而保持水箱水位。请回答⑴-⑵题

  1. (1) 下列关于该水箱系统设计的描述中错误的(  )  
    A . 时间长了,绳子老化断裂,会影响水箱正常放水,体现系统的整体性 B . 浮子可以上下调节实现水箱水位高低的控制,体现系统的动态性 C . 出水口漏水将对该系统的工作造成影响 D . 对该水箱系统用水进行优化时,既要考虑节水,又要考虑冲厕干净,体现了系统分析的综合性原则
  2. (2) 关于该水箱水位控制过程中,下列说法正确的是(  )
    A . 其他条件不变的条件下,增大浮球的直径,则给定水位升高 B . 该水箱水位控制系统的被控对象是水箱中的水位 C . 在水箱内浸泡一块砖,可以降低给定水位 D . 出水流量是该系统的干扰因素
如图所示为纸浆浓度控制系统工作原理示意图,其工作原理是: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。请根据上述说明,完成以下任务。

  1. (1) 该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”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“①清水流量;②配浆流量;③原浆浓度;④配浆浓度”中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  3. (3) 该系统中的传感器应选用(在“①流量传感器;②湿度传感器;③温度传感器;④浓度传感器”中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  4. (4) 该控制系统的配浆浓度会受到各种干扰,以下因素中,不属于干扰因素的是 (在“①控制器故障;②清水管道压力大幅波动,③传感器失灵;④手动取样阀故障”中选择合适的选项,将序号填入横线处)。
如图所示是某仓储运货工作示意图,运货车的工作过程是:当传感器检测到车上的载货量达到设定值时,控制电路控制电机转动,车驶向卸货平台;当车上的限位开关接触到卸货平台,电机停止转动,车停下等待卸货;当传感器检测到货物被卸,电机反向转动,车返回装货平台。下列关于该控制系统的分析中正确的是(  )

A . 该控制系统的输入量是货物 B . 该控制系统的被控对象是卸货平台 C . 该控制系统的控制量是电机的转速 D . 载货量太多是该控制系统的干扰因素
如图所示是一款新型血糖控制仪,它能够很好地模拟正常人胰腺分泌胰岛素的动态调节功能,皮下探针实时检测出人体血糖并反馈给血糖控制仪,若超过正常血糖范围,血糖控制仪控制胰岛素泵的胰岛素供给速度,直到把人体实时血糖值维持在正常指标范围内。

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  1. (1) 从系统角度分析,下列说法不正确的是(  )
    A . 该血糖控制仪能够实时监测调节血糖,体现系统的目的性 B . 探针的灵敏度是影响系统优化的因素 C . 胰岛素泵的可靠工作是系统作用的关键,体现了系统的整体性 D . 通过血糖控制仪能将人体实时血糖值维持在正常指标范围内,体现系统的动态性
  2. (2) 从控制角度分析,下列说法正确的是(  )
    A . 输入量是人体血糖值 B . 进餐后血糖升高是系统的干扰因素 C . 被控对象是胰岛素泵 D . 该系统是开环控制系统
雷佳对办公室饮水机进行了仔细的观察,发现饮水机热胆内的水是以“烧烧停停”的方式保温的。请完成以下任务:

  1. (1) 雷佳画出了饮水机自动保温控制系统的部分框图,请你帮他补充完整;

     

  2. (2) 写出该控制系统的两个可能的干扰因素

  3. (3) 雷佳发现办公室的饮水机经常在没人时电源还开着。为了解决这一问题,他尝试设计了一个能自动控制电源的控制系统,通过红外线传感器获取几米以内的人体热辐射信号来控制电源的开启或关闭。请补全如下框图。

    →控制电路→继电器→电源→开启、关闭

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。请完成问题。

  1. (1) 关于电子油门系统的说法不正确的是(  )
    A . 电子油门控制系统既是牵引力控制系统的子系统,也是巡航控制系统的子系统 B . 电子油门系统改善汽车驾驶的安全性和舒适性,体现了系统的目的性 C . 车速控制系统能在车速阻力变化时控制节气门保持车速稳定,体现了系统的环境适应性 D . 电子油门系统不仅改善了驾驶的安全性和舒适性,还改善发动机的节油和排放性能,体现了系统分析的整体性原则
  2. (2) 下削列关于汽车速度(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 . 伺王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
加热炉的炉温的控制过程如下:若加热炉内的温度与给定的温度存在着偏差值,则通过控制器调整调压器的电压,使通过电阻丝的电流改变,加热炉的温度变化,从而使加热炉的温度基本稳定在给定的温度值。该控制系统的控制对象是加热炉,控制量是(    )
A . 加热炉实际温度 B . 电流的大小 C . 温度变化量 D . 电阻的大小
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。请根据示意图及其描述,完成下面小题。

  1. (1) 下列关于该系统的说法中,不恰当的是(    )
    A . IMU模块的精度是该系统优化的影响因素 B . 该机器人具有良好的移动性和平衡性,体现了系统的目的性 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分析计算后驱动电动机运转,体现了系统分析的科学性原则
  2. (2) 关于该机器人平衡控制系统,以下说法中不恰当的是(    )
    A . 该系统为闭环控制系统 B . 控制量为电动机的转动量 C . 被控对象为四足机器人 D . IMU模块只检测输入量
自吸增压水压控制系统如图所示,可以实现自来水、太阳能热水器等用水时水压不足情况下的增压功能。开启水龙头时,流量感应器检测水管中的流量,同时压力感应器检测水管中的水压,经智能PC控制芯片与设定值比较后决定电机是否工作。下列对该水压控制系统的说法中正确的是(   )

A . 该系统为开环控制系统 B . 流量传感应器具有检测水龙头是否开启的作用 C . 被控对象为电机 D . 控制量为水管中的实际水压
锅炉汽包水位控制系统的组成如图所示。锅炉产生的蒸汽提供用户需求,蒸汽流出会引起汽包内水位发生变化,汽包内水位信号通过水位变送器送到PID调节器,并根据水位测量信号与给定值偏差调光包节给水阀的开度,改变给水流量,以保证汽包水位在允许的范围内。

省煤器安装于锅炉尾部烟道下部,用于回收所排烟的余热。请根据示意图及描述完成下面小题。

  1. (1) 从系统的角度分析,下列说法中不恰当的是(    )
    A . 水位变送器的灵敏度影响着调节阀的开度,体现了系统的相关性 B . 当用户蒸汽流量需求变大时,该系统能维持汽包水位在一定的范围内,体现了系统的环境适应性 C . 省煤器的设置,是为了实现对系统的优化 D . 设计系统时,对给水流量、蒸汽流量进行了定量分析,体现了系统分析的科学性原则
  2. (2) 下列关于该控制系统的描述不正确的是(    )
    A . 该控制系统属于闭环控制系统 B . 输入量是给水流量 C . 蒸汽流量属于干扰因素 D . 执行器是调节阀
如图所示为一款新颖的代步工具电动平衡车,采用电力驱动、具有自我平衡能力,短途代步非常方便。目前电动平衡车主要通过伺服控制器、传感器、电机三大部分组成。平衡车平衡控制系统的工作原理被称为动态平衡原理,采用运动补偿算法,利用其内部的陀螺仪和加速度传感器,来精确检测车体姿态的微小变化,并利用精密的伺服控制系统,灵敏地驱动电机,进行相应调整,以保持整个车体的稳定和平衡。此外,电动平衡车还具有自动断电控制系统,当人摔倒或者不在平衡车上时,平衡车能自动断电,保持电量。请根据以上描述,完成两小题。

 

  1. (1) 关于电动平衡车的说法不正确的是(   )
    A . 平衡车内部的传感器出现故障,影响车体平稳地运行,体现了系统的整体性 B . 使用一段时间后,电动平衡车的续航能力减弱,体现了系统的动态性 C . 该平衡车依据人体重心的改变便可以实现车辆的启动、加速、减速和停止等动作,体现了系统的环境适应性 D . 当人摔倒或不在平衡车上时,车辆会自动进行断电,体现系统的目的性
  2. (2) 从控制系统的角度分析,下列说法恰当的是(   )
    A . 电动平衡车的平衡控制系统和自动断电控制系统都是开环控制系统 B . 设计生产电动平衡车自动断电功能时,选用红外传感器最合适  C . 电动车平衡控制系统的控制器是伺服控制器,被控对象是电机  D . 凹凸不平的路面是平衡控制系统的干扰因素
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地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。请根据示意图及其描述完成以下任务。

  1. (1) 该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,将序号填入横线处);
  2. (2) 该控制系统的被控对象是(在“A .丝杆;B .刀体;C .电机;D .PLC控制模块”中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  3. (3) 该系统中的传感器应选用(在“A .湿度传感器;B .光敏传感器;C .压敏波传感器;D .位移传感器”中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  4. (4) 系统设计时要对电动机、蜗轮、蜗杆等的工作参数进行计算和反复调试,体现了系统分析的(在“A .整体性原则;B .科学性原则;C .综合性原则”中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  5. (5) 下列不属于该控制系统干扰因素是(在“A .PLC输出信号异常;B .蜗轮的磨损;C .设定位置”中选择合适的选项,将序号填入横线处);
随着现代农业技术的发展,农机自动驾驶导航系统代替人工转向操作已经成为现代农业的—个重要组成部分,由无线信号系统、导航控制器系统、转角控制系统、终端显示系统组成。农机自动驾驶导航的基本工作原理是:通过导航显示终端设定导航线,无线信号系统内的转角传感器、GNSS接收机获取拖拉机的实时位置和姿态,计算拖拉机与预设导航线偏离线的偏离距离和航向,导航控制器,驱动步进电动机转向结构,即时修正拖拉机方向轮的行驶方向。

  1. (1) 从系统角度分析,下列关于该系统的说法正确的是 (     )
    A . 农机自动驾驶导航系统由多个子系统构成,体现了系统的综合性 B . 雷雨天气导致信号接收出现异常,体现了系统的环境适应性 C . 无线信号系统实时监测与接受位置信号,体现了系统的动态性 D . 根据拖拉机的实时位置计算并修正偏离距离和航向,体现了系统分析的科学性原则
  2. (2) 从控制角度分析,下列说法正确的是(    )
    A . 控制量是电机的转速和转向 B . 控制器是GNSS接收机 C . 被控对象是步进电机 D . 该控制系统属于开环控制
如图所示是卷纸自动恒张力控制系统工作示意图,卷纸运动由电机带动,当张力传感器检测到张力检测辗压力过大(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。下列关于自动恒张力控制系统分析中,正确的是(  )

A . 控制方式属于开环控制 B . 执行器是张力检测辗 C . 控制量是制动阻力 D . 被控对象是磁粉制动器
如图所示是瓦特式速度调节控制系统,其工作过程是:当发动机转速高于给定值时,齿轮组将这一信号反馈到离心调节器,离心调节器的转速变大,从而使控制阀下降,使进入燃油的油量减少,从而使发动机的转速降低;反之当发动机的转速低于给定值时,离心调节器的转速变小,从而使控制阀上升,进入的燃油量增加,从而使发动机的转速增加。请根据示意图和描述,完成以下任务。

  1. (1) 该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”中选择合理的选项,将序号填入横线处)
  2. (2) 该控制系统的被控对象是(在“A .齿轮组;B .离心调节器;C .调节阀;D .发动机”中选择合理的选项,将序号填入横线处)
  3. (3) 系统设计时要对发动机、齿轮组、调节臂、弹簧等的工作参数进行计算和反复调试,体现了系统分析的(在“A .整体性原则;B .科学性原则;C .综合性原则”中选择合适的选项,将序号填入横线处)
  4. (4) 该系统长期工作后,齿轮组会有所磨损,体现了系统的(在“A .动态性;B .相关性;C .目的性;D .整体性”中选择合适的选项,将序号填入横线处)
  5. (5) 下列不属于该控制系统干扰因素的是(在“A .齿轮组磨损;B .弹簧超出弹性限度;C .设定转速”中选择合适的选项,将序号填入横线处)
如图a所示是某自动对位控制系统的示意图。其工作过程:摄像机连续获取被测物体的实时位置信息(如图b所示),工控机将接收到的位置信息不断与设定位置进行比较,计算出被测物体的偏移值,控制平台驱动器驱动平台移动和转动,使被测物体运动到设定位置(如图c所示)。请根据示意图及其描述完成小题。

  1. (1) 关于该自动对位控制系统,下列分析中不恰当的是(   )
    A . 具有自动对位功能,体现了系统的目的性 B . 摄像机长期使用后清晰度隆低,体现了系统的动态性 C . X、Y平台的移动精度会影响0平台的定位精度,体现了系统的相关性 D . 可应用于印刷、电子加工等行业,体现了系统的整体性
  2. (2) 下列关于该自动对位控制系统分析中正确的是(   )
    A . 控制量是被测物体的偏移值 B . 该系统属于闭环控制系统 C . 摄取像机用来获取输入量 D . 被控量是设定位置
如图为保持水箱水位恒定的自动控制系统。系统由浮子、 杠杆、进水阀、水箱等组成。设系统的进水量为Q1,水箱水位为h。请回答如下问题:

  1. (1) 影响水箱水位恒定的因素?
  2. (2) 写出系统的给定量、被控对象、被控量、控制量。
  3. (3) 说出水位控制过程并画出控制系统的方框图。
人在驾车时,要使运行中的汽车保持80km/h的速度不变,司机需要目视速度表,就通过调节变速器或自动器(即踩油门或踩刹车)来增减车速。
  1. (1) 简述以上过程是开环控制还是闭环控制?
  2. (2) 简述以上过程的干扰因素。
  3. (3) 画出以上过程的控制系统框图。
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