第四单元控制与设计.doc

技术与设计2
第四单元 控制与设计复习
班级： 姓名：
节
考试内容
考试要求
备注
控制的
手段与应用
①控制的含义
b

②控制的手段和方法
a

③控制的应用
b

控制系统的
工作过程与方式
④简单开环控制系统的基本组成和工作过程
c

⑤闭环控制系统的基本组成
b

⑥简单的闭环控制系统的方框图
c

⑦控制器和执行器的作用
c

闭环控制系统的干扰与反馈
⑧反馈的含义
b

⑨简单控制系统运行的主要干扰因素
c

⑩闭环控制系统中反馈环节的作用
b

⑪闭环控制系统的工作过程
b

⑫功能模拟方法和黑箱方法
a

控制系统的
设计与实施
⑬控制系统方案的设计
c

【复习内容】
【考点一】：控制的含义
人们按照自己的 ，通过一定的 ，使事物向 发展，这就是 。
【考点二】：控制的手段和方法
（1）按人工干预来划分： 控制、 控制
（2）按执行部件来分： 控制、 控制、 控制、 控制
【考点三】：控制的应用
（1） 生活：控制应用到生活中，提高人们的生活质量，人类能够在一定程度上按照自己的意愿改变周围的环境，使之满足人们的需要。
（2） 生产：生产中往往需要对温度、湿度、压力、速度及加工动作等进行控制，控制在生产中得到了极为广泛的应用。
（3） 军事国防：控制在军事、国防等领域也有着广泛的应用。
【考点四】：简单开环控制系统的基本组成和工作过程
1、 开环控制系统：控制系统的 产生 的控制系统。（如：红绿灯定时控制系统、防盗报警控制系统、火灾自动报警系统、可调光台灯控制系统等等）
2、 特征：系统的 仅受 控制，输入量到输出量之间的信号是 传递。
控制量
3、 开环控制系统方框图：
被控对象
执行器
控制器
输入量 输出对象
4、 基本概念
（1）输入量（ / ）:作用于控制系统的 或某一设定 。如泳池进水设定时间
（2）输出量（ / ）:控制系统所要控制的 。如泳池的水位
（3）被控对象：控制系统中所要求控制的 或 。如泳池
（4）执行器： 对 进行控制的 或 。如进水阀门
（5）控制器：对 进行处理并发出 的装置或元件。如控制电路
（6）控制量： 的输出信号。 如流过阀门的流水量
【考点五】：闭环控制系统的基本组成
1、 闭环控制系统：系统的 返回到 并对控制过程 的控制系统。如花房温度控制系统、家用电冰箱的温度控制系统等。
2、 基本组成：与开环控制系统相比，闭环控制系统多了 和 。
【考点六】：简单的闭环控制系统的方框图
闭环控制系统方框图：
比较器
控制器
执行器
被控对象
控制量
检测装置

给定量 被控量

检测装置：测量出被控量并返回到系统的输入端。比较器：将给定量与所检测的被控量进行比较，求出偏差值。控制器将这一偏差值进行运算处理，并向执行器下达控制指令；执行器根据指令对被控对象进行控制，从而使得被控量稳定在一定范围内。与开环控制系统相比，闭环控制系统多了一个由检测装置组成的反馈环节。
【考点七】：控制器和执行器的作用。
1、控制器的作用： 。
2、执行器的作用： 。
【考点八】：反馈的含义。
反馈：控制系统中，将 通过适当的 ，返回到 并与 进行比较的过程。
【考点九】：简单控制系统运行的主要干扰因素
1、 干扰因素：在控制系统中，除 （给定值）外，引起 变化的各种因素。
2、 有的干扰因素是环境造成的，如：影响自行车行驶速度的变化的自然风等。
有的干扰因素是人为原因所致，如：影响飞机导航信号的手机信号等。
【考点十】：闭环控制系统中反馈环节的作用
将输出量通过适当的检测装置，返回到输入端并与输入量进行比较，从而减少输出量的偏差，稳定输出量。
【考点十一】：闭环控制系统的工作过程
1、 闭环控制系统的核心：通过反馈来 控制量（输出量）的偏差。
2、工作过程： （1）由于干扰因素的存在，系统的被控量偏离给定值时；（2）闭环控制系统中的反馈环节能及时检测出被控量的值，并迅速反馈到输入端，与给定值进行比较；（3）控制器根据比较得到的偏差信号进行调节，从而使系统的被控量接近给定值，达到精确控制的目的。
【考点十二】：功能模拟方法和黑箱方法
1、功能模拟法：以 和 相似性为基础，用 模拟 的功能和行为的方法。
2、黑箱方法：把将要研究的系统作为 ，通过对系统 和 关系的研究，进而推断出系统内部结构的方法。
【考点十三】：控制系统方案的设计
1、控制系统设计的一般思路
系统要达到的目标？控制的对象？被控对象的特性？被控量和控制量？外界的主要干扰因素？怎样的方案既达到目的、又经济、易于现实？设备和元件？
2、 开环控制系统的设计（书p199案例分析：抽水马桶水箱的自动控制系统的设计）
基本要求：
第一、一个闭环控制系统要正常工作，首先必须稳定；
第二、控制系统的控制精度必须符合要求，即系统的输出量与给定值之差应控制在允许范围内；
第三、闭环控制系统应有较好的抗干扰性能。
在进行闭环控制系统的设计时，几项控制要求之间往往会产生矛盾，需要结合具体问题全面解决或有所侧重地解决。

【课堂检测】
1、自动火炮控制系统中雷达检测到飞机后发出信号给跟踪系统，跟踪系统操纵火炮，调整火炮角度，该系统中被控对象是
A．火炮 B．跟踪系统 C．雷达 D．飞机
2、汽车安全气囊控制系统的工作过程是：传感器检测到汽车碰撞信号，经诊断模块判定和处理后，触发气体发生器给气囊充气。该控制系统的被控对象是
A．被气囊保护的人 B．气囊 C．诊断模块 D．气体发生器
3、 普通家用调光台灯的灯光亮度控制属于( )
A．自动控制 B．电子控制 C. 机械控制 D．气动控制
4、小明发现学校路灯有时由于没有及时关闭而浪费用电，为此他设计了一个控制方案，能够在天亮时关闭，天暗后打开。该控制系统应该属于
A、自动控制的闭环控制系统   B、自动控制的开环控制系统
C、手动控制的闭环控制系统  D、手动控制的开环控制系统
5、普通家用电饭锅的保温控制(用双金属片开关控温)系统为( )
A．机械控制的闭环控制系统 B．电子控制的闭环控制系统
C. 机械控制的开环控制系统 D．电子控制的开环控制系统
6、声控灯控制系统中，传感器接收声音信号，经控制电路处理后驱动开关接通或关闭灯泡。该系统的控制对象是灯泡，控制量是
A、灯泡的发光  B、声音的大小   C、电源电压的高和低   D、开关的通与断
7、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，关于该控制系统的组成，下列说法中不正确的是
A.被控对象是水箱中的 B.控制器是加热丝 C.被控量是出水温度 D.设定量是所要求的水温
第7题图 第8题图

8、如图所示为某种抽水马桶水箱的结构示意图：浮球和连杆用螺纹连接，通过调节连杆长度来设置给定水位，当水位上升到给定水位时，浮球带动连杆装置关闭进水阀。如果往进水阀方向调节浮球，缩短连杆长度，那么产生的后果是
A．降低给定水位高度 B．增加给定水位高度 C．不影响给定水位高度 D．降低实际水位高度
9、监控摄像系统被广泛用于记录道路交通实时图像信息。对于监控摄像系统，下列环境因素中不属于干扰因素的是
A.噪声 B.浓雾 C.闪电 D.沙尘
10、使用者虽然不一定懂得电视机内部的构造和机理，却知道按哪个开关打开它，调整哪些开关可以得到清晰稳定的画面效果，判断什么情况下大概出了什么故障等等。这是（ ）方法的一种具体应用。
A.功能模拟法 B.黑箱方法 C.反馈方法 D.控制方法
11、下列选项中不属于功能摸拟法的是

12、判断题（对的填T、错的填F）
（1）与开环控制系统相比，闭环控制系统多了检测装置和比较器（ ）
（2）闭环控制系统能自动调整和补偿（ ）
（3）开环控制系统存在反馈环节（ ）
（4）干扰因素可以被利用（ ）
（5）干扰因素不会作用于开环控制系统（ ）
（6）干扰因素仅作用在被控量上（ ）
13、如图所示为简化的飞机飞行状态控制系统。陀螺仪检
测飞机的飞行状态后，将信号送给自动驾驶仪，自动驾驶仪将飞行状态与给定状态进行比较，根据偏差值控制舵机运转，舵机操纵飞机尾翼，调整飞行状态。
（1）请根据上面的示意图，补充完整飞机飞行状态控制系统方框图

（2）陀螺仪将检测到的飞行状态信号传送到自动驾驶仪与给定状态进行比较的过程称为   　　  。
（3）在飞机飞行过程中，遇到气流时，飞行状态会发生变化，这种给定状态以外引起飞行状态变化的因素称为  　　   。
第 4 页 共 4 页