闭环控制系统的工作过程 知识点题库

如图所示,是小刘同学设计的花盆土壤湿度控制系统示意图。其工作原理是:控制电路将探头测得的湿度值与设定值相比较,根据偏差值控制电磁阀门打开或关闭,使土壤湿度值达到设定值。电磁阀门属于该控制系统的(   )

A . 反馈元件 B . 执行器 C . 输入元件 D . 控制器
关于控制系统,下列说法正确的是(   )
A . 在水箱水位控制系统中,人工控制优于自动控制 B . 闭环控制系统的结构较为复杂,信息流经两条路径,其有较强的抗干扰性能,但控制精度较低 C . 开环控制系统结构和原理比较简单,信息传输仅有一条路径,其最大优点是控制精度高 D . 简单的控制系统由两部分组成,即被控对象和控制装置
在水箱水位控制系统有两种控制方式:人工控制和自动控制,两种控制对比(   )

A . 都是由人控制的 B . 都是自动控制的 C . 自动控制中浮子和连杆机构的作用,相当于人工控制中的人眼、人脑和人手的作用 D . 人工控制中浮子和连杆机构的作用,相当于自动控制中的人眼、人脑和人手的作用
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。)
下图为冬季鱼缸恒温控制电路,当温度降到一定值时,恒温电路工作,使电热丝通电,对水缸进行加热;当温度升高到一定值时,自动切断电热丝电源,从而实现鱼缸恒温控制。

  1. (1) 补全该电子控制系统的方框图。

            ②      ③

            ⑤

  2. (2) RT为正温度系数热敏电阻,该电阻当温度升高时,电阻值将。(增大,减小)
  3. (3) 继电器J线圈额定电压应选择。(直流6V,直流12V)
  4. (4) 当RP中心抽头向上调时,则鱼缸温度将(升高,降低)。
  5. (5) 当继电器J吸合时,但电热丝不加热,则可能的故障是
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
如图甲所示是某水族箱温度自动控制装置部分电路。集成电路是555,各脚的逻辑关系见表,已知R 和R 都是负温度系数热敏电阻,请完成以下任务。

2脚

6脚

3脚

<1/3Vcc

<1/t+3Vcc

高电平

>1/3Vcc

t<2/3Vcc

保持

>1/3Vcc

>2,73Vcc

低电平

  1. (1) 根据电路图,以下是部分元件的管脚连线,以下描述正确的是(在“①A是错的,8是对的;②A是对的,8是错的;③A和B都是对的”中选择合适的选项,将序号填入横线处);

  2. (2) 当R 检测到温度小于20℃时,开始加热,R 检测到温度大于24℃时,停止加热,请在图甲A、B两个虚框中连线;
  3. (3) 假如想要调节成18。C到26C的温度区间,应该是 (在“①R 调大,R 调小;②R N4',R 调大;③R 和R 都调大”中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  4. (4) 请你从图乙虚框中选择合适的接头与逻辑门电路的输入和输出端相连,并在方框内画出一个适合的逻辑门符号,使得水位过低时电热水器不加热。

如图所示是三相异步电动机转速控制系统示意图。系统通过改变交流电的频率来改变电动机的转速。通过触摸屏设定电动机的转速,变频调速器将50Hz的交流电转变成与设定转速相对应频率的交流电,驱动电动机转动;装在电动机输出轴上的测速发电机随电动机一起转动并发电;PLC根据测速发电机的电流大小,判断电动机实际转速与设定转速之间的差值,向变频调速器发出指令,改变驱动电流的频率。下列关于该控制系统的分析中正确的是(  )

A . 执行器是电动机 B . 控制器是变频调速器 C . 输出量是测速发电机的电流信号 D . 控制量是变频调速器输出的电流频率
家用电热水壶有加热控制和防干烧控制。加热控制是指当插上电源时,水温低于设定值100℃,水壶开始加热,当水位上升到设定值100℃,断开电源,加热丝停止加热;防干烧控制是指水位低于设定水位时,水壶会断开电源,加热丝无法加热。

  1. (1) 加热控制和防干烧控制分别属于 (在①开环控制;②闭环控制中选择合适的选项,将序号填写在横线处);
  2. (2) 加热控制和防干烧控制的输出量分别是 (在①电热丝断电;②水温;③加热丝;④传感器接收到信号中选择合适的选项,将序号填写在横线处)
  3. (3) 以下属于加热控制和防干烧控制的共同特点为(在①都有传感器;②执行器都一致;③控制器都是接收输入量中选择合适的选项,将序号填写在横线处)
  4. (4) 在设计水壶系统时,需要根据将水烧至沸腾所需的热量,再选择合适功率的加热丝,这体现了系统分析的(①综合性;②整体性;③科学性;④目的性中选择合适的选项,将序号填写在横线处)
如图所示的四轴无人机能通过气压定高控制系统在某一高度悬停,气压定高控制系统利用气压传感器测量大气压力,控制芯片根据测得的气压值参照标准气压表计算出无人机的高度,并与设定值进行对比,根据对比的结果相应地调整电机动力从而使飞行器悬停于设定的高度值附近。完成问题。

  1. (1) 气压定高系统中输入量、控制器、执行器分别是(   )
    A . 实际高度处的气压、控制芯片、电机 B . 实际高度、气压传感器、无人机 C . 目标高度、控制芯片、电机 D . 目标高度处的气压、气压传感器、无人机
  2. (2) 下列关于无人机的结构分析不正确的是(   )
    A . 一定范围内,飞行臂越长飞行越稳定 B . 旋翼可高速旋转,电机与旋翼的连接方式为铰连接 C . 支撑架装在飞行臂末端可以提高落地时的稳定性 D . 采用高强度工程塑料可以提高结构的强度
如图所示是一款防瞌睡帽。该帽子内置加速度计和陀螺仪,能感知驾驶员的头部动作,并利用智能算法较为准确地比较区分驾驶员瞌睡动作与检查仪表盘、看后视镜等驾车动作。一旦该帽子中的主控制器确认为驾驶员瞌睡中,会发出指令使电子开关闭合,从而发出声音、光线、震动等叫醒驾驶员。下列关于该控制系统的分析中正确的是(  )

A . 执行器是电子开关 B . 被控对象是驾驶员 C . 控制量是声音、光线、震动等信号 D . 该系统含有检测装置和比较部分,所以属闭环控制系统
如图所示为某储气罐压力自动控制和自动报警系统示意图。压力变送器检测储气罐中的压力值,该值被送到控制器,与设定压力值进行比较,控制器根据偏差值控制变频气泵的转速,从而使储气罐的实际压力达到设定值。当压力值超出设定上限时,就发出报警信号,并自动排气。请完成下列各题,在有横线处填上相应的内容。

  1. (1) 该系统除了压力自动控制子系统以外,还有子系统和自动排气装置。
  2. (2) 根据示意图及其描述,补充完整压力自动控制系统方框图。

     ② 

  3. (3) 当压力自动控制系统出现故障,导致储气罐内气体压力过高,在此情况下对储气罐有保护作用的是(在①去车间的送气管道;②自动排气装置中选择一项,填写序号)。
汽车ABS防抱死制动系统的工作原理如下: 在制动过程中,电子控制装置根据车轮转速传感器输入的车轮转速信号判定车轮趋于被抱死时,电子控制装置通过一系列的操作来调整制动轮缸的制动压力,从而调节车轮的转速,防止车轮在制动时被完全抱死。关于该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 B . 被控对象是车轮 C . 给定量是车轮被抱死 D . 控制器是电子控制装置
如图所示是汽车轮胎维护控制系统示意图。汽车行驶时,压力传感器将检测到的轮胎压力信号传送给ECU电子控制单元,当轮胎气压比正常压力低10%时,车上的报警灯通知驾驶员,系统打开止回阀对管道进行加压并检查压力。如管道未达到正常压力,系统开始对轮胎进行充气,直到达到正常压力。关于轮胎的充气控制,下列说法不正确的是(  )

A . 输入量是正常压力值 B . 被控对象是报警灯 C . 控制器是ECU电子控制单元 D . 该控制是闭环控制
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)
如图所示是小明根据电脑CPU降温原理改编设计的自动降温通风装置部分电路,其中IC是运算放大器,输入输出逻辑关系见图中表格。当温度达到或超过40℃时,该装置风扇电机工作,实现通风降温。请完成以下任务。

  1. (1) 小明制作上述电路时使用的三极管均为硅管。为判别三极管类型,他把多用电表调到合适的电阻挡,调零后用黑表笔接触其中一个三极管管脚J1,红表笔接触另两个管脚,发现两次测得的电阻均较小(约500 Ω左右)。再用红表笔接管脚J1,黑表笔接触另两个管脚,发现两次测得的电阻均较大(约100 kΩ左右)。则该三极管是(在①NPN型管,管脚J1为基极;②为PNP型管,管脚J1为基极中选择一项,将序号填写在横线处);
  2. (2) 现有以下四个型号的直流电磁继电器,小明制作电路时应选用的直流电磁继电器为(从以下继电器中选择一项,将序号填写在将序号填写在横线处);

  3. (3) 上述电路还缺少温度分压电路,为实现温度达到或超过40℃时,该装置风扇电机工作,实现通风降温,Rt是负温度系数热敏电阻。请根据电路的逻辑关系在虚线框中帮助小明把电路连接完整。

  4. (4) 测试时,小明将Rt放入盛有冷水的烧杯,插入温度计,加入热水使水温等于40℃,调节RP1使(在①V5发光;②V6发光中选择一项,将序号填写在横线处)。然后他用多用电表10VDC挡,测量R4两端(g、h两点)电压,电压为(在①6V;②5.3V;③0V中选择一项,将序号填写在横线处)。若小明想在30℃就让风扇工作,他应该RP1(在①增大;②减小中选择一项,将序号填写在横线处)。
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一个重要组成部分,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。请完成问题:
  1. (1) 从系统角度分析,下列关于农机自动驾驶导航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) 为了使拖拉机位置自动准确的控制在预设路线上,以下控制方案更合理的是(  )
    A . 将控制手段改为人工控制 B . 将控制方式改为开环控制 C . 增加传感器检测行驶速度,实现自动驾驶 D . GNSS天线同时接收北斗双频或三频及GPS双频信号
  3. (3) 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 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
如图所示是水位自动控制系统。通过电位器的作用经由电动机,减速器,控制阀(阀门)输出水量,由于水箱有进水量的变化,放置浮子将液位信号反馈到电位器上。电位器电刷位于中点位置时,电动机不动,控制阀门有一定的开度,使水箱中流入水量与流出水量相等,从而液面保持在希望高度上。一旦流入水量或流出水量发生变化,水箱液面高度便相应变化。根据材料和示意图回答问题。

  1. (1) 下列关于该水位自动控制系统,从系统的角度分析,下列说法中正确的是(  )
    A . 该系统有多个部件相互联系组成,体现了系统的相关性   B . 当电位器出现故障停止工作时,电动机也跟着停机,体现了系统的动态性 C . 要提高水位,水箱的容量属于影响因素,而浮球的位置属于限制条件 D . 电动机既是该系统的一个子系统,也可以是该系统的一个要素
  2. (2) 从控制角度分析,下列说法中不正确的是(  )
    A . 对减速器的控制中,控制量是电动机的转速 B . 电位器是水位控制系统的控制器 C . 出水量是该系统的干扰因素 D . 浮子检测到的水位信号是水位控制系统的输入量
如图所示为车间温度控制系统示意图。当传感器检测到室内温度达到设定值的上限时,控制器发出信号,接通水泵和风机电源,水泵向进气窗输送冷却水形成水帘,风机将室内的空气排出,室外的空气通过水帘降温后进入室内,降低室内温度。当室内温度达到设定值的下限时,断开水泵和风机电源。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,将序号填写在横线处);
  2. (2) 该系统的被控对象是(在①水帘;②水泵和风机;③车间中选择合适的选项,将序号填写在横线处);
  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温度传感器中选择合适的选项,将序号填写在横线处)。
  4. (4) 为了提高该系统的降温效果,有效的优化措施是(在①增大进气窗和水帘面积;②降低温度设定值;③加大排风量;④提高传感器的灵敏度中选择合适的选项,将序号填写在横线处)。
如图所示是某呼吸机系统的工作原理示意图。控制单元控制呼吸阀实现呼吸频率的调节。在吸气阶段,控制单元控制吸气阀的开合度将空气送入病人的肺内,肺内的压力增大使肺腔扩张,当肺内的压力达到预置值,关闭吸气阀,实现吸气功能。在呼气阶段,打开呼气阀,由于肺腔组织的弹性,将肺恢复到原来的形状,而使经过交换的一部分空气呼出体外,关闭呼气阀,实现呼气功能。请根据示意图及其描述完成问题。

  1. (1) 从系统的角度分析,下列说法中不恰当的是(  )
    A . 代替人的呼吸功能,体现了系统的目的性 B . 在吸气子系统中,吸气阀和呼吸阀由控制单元单独控制,它们之间没有关联 C . 经过一段时间的使用后,各个管道和阀门都需要消毒处理,体现了系统的动态性 D . 优化系统的吸气效果时,病人自身的肺功能属于约束条件
  2. (2) 以下对吸气气压控制子系统的分析中,正确的是(  )
    A . 吸气时,呼吸阀将管道2和管道3接通 B . 控制方式是开环控制 C . 控制量是流过吸气阀的空气流量 D . 气压计的灵敏度不影响控制精度
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