1、控制與設(shè)計專題復習龍口市第一中學 金汝宜一、控制與設(shè)計高考要點：控制與設(shè)計控制的含義控制的應用 控制的手段開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程控制系統(tǒng)的方框圖控制系統(tǒng)的干擾因素功能模擬方法和黑箱方法控制系統(tǒng)設(shè)計方案19如圖所示為自動火炮控制系統(tǒng)示意圖。當雷達檢測到飛機后發(fā)出信號給跟蹤系統(tǒng)，跟蹤系統(tǒng)操縱火炮，調(diào)整火炮角度，該系統(tǒng)中被控對象是（ ）A火炮 B跟蹤系統(tǒng) C雷達 D飛機二、高考原題再現(xiàn)20如圖所示為某種抽水馬桶水箱的結(jié)構(gòu)示意圖：浮球和連桿用螺紋連接，通過調(diào)節(jié)連桿長度來設(shè)置給定水位，當水位上升到給定水位時，浮球帶動連桿裝置關(guān)閉進水閥。如果往進水閥方向調(diào)節(jié)浮球，

2、縮短連桿長度，那么產(chǎn)生的后果是（ ）A降低給定水位高度B增加給定水位高度C不影響給定水位高度D降低實際水位高度25如圖所示為簡化的飛機飛行狀態(tài)控制系統(tǒng)。陀螺儀檢測飛機的飛行狀態(tài)后，將信號送給自動駕駛儀，自動駕駛儀將飛行狀態(tài)與給定狀態(tài)進行比較，根據(jù)偏差值控制舵機運轉(zhuǎn)，舵機操縱飛機尾翼，調(diào)整飛行狀態(tài)。（1）請根據(jù)上面的示意圖，補充完整飛機飛行狀態(tài)控制系統(tǒng)方框圖。（在“”處填寫相應的內(nèi)容）（2）陀螺儀將檢測到的飛行狀態(tài)信號傳送到自動駕駛儀與給定狀態(tài)進行比較的過程稱為 。（3）在飛機飛行過程中，遇到氣流時，飛行狀態(tài)會發(fā)生變化，這種給定狀態(tài)以外引起飛行狀態(tài)變化的因素稱為 。三、控制與設(shè)計高考考點分析：1

3、、題型：兩個選擇題，一個分析題2、考點閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程控制系統(tǒng)的方框圖控制系統(tǒng)的干擾因素3、知識點被控對象、控制器與被控量的關(guān)系、干擾因素控制系統(tǒng)的方框圖、4、客觀性強四、高考突破熱門考點1、填寫方框圖25如圖所示為簡化的飛機飛行狀態(tài)控制系統(tǒng)。陀螺儀檢測飛機的飛行狀態(tài)后，將信號送給自動駕駛儀，自動駕駛儀將飛行狀態(tài)與給定狀態(tài)進行比較，根據(jù)偏差值控制舵機運轉(zhuǎn)，舵機操縱飛機尾翼，調(diào)整飛行狀態(tài)。（1）請根據(jù)上面的示意圖，補充完整飛機飛行狀態(tài)控制系統(tǒng)方框圖。（在“”處填寫相應的內(nèi)容）熱門考點2：寫干擾因素必備的知識點和基本模型控制器執(zhí)行器被控對象檢測裝置給定量被控量（2）陀螺儀將檢測到的

4、飛行狀態(tài)信號傳送到自動駕駛儀與給定狀態(tài)進行比較的過程稱為 。（3）在飛機飛行過程中，遇到氣流時，飛行狀態(tài)會發(fā)生變化，這種給定狀態(tài)以外引起飛行狀態(tài)變化的因素稱為 。干擾因素有：對系統(tǒng)的影響：對系統(tǒng)的影響：影響被控量的變化影響實際水位的變化（1分）被控量（輸出量）：就是控制系統(tǒng)要控制的量。也就是說這個系統(tǒng)要控制的是什么量干擾因素：在控制系統(tǒng)中，除輸入量（給定量）以外，引起被控量變化的各個因素。供水水壓（1分）、出水量（1分）例：連桿機構(gòu)進水閥進水量實際水位就是直接對被控對象進行控制的裝置和元件即執(zhí)行器的輸出信號執(zhí)行器：控制量：即對輸入信號進行處理并發(fā)出控制命令的裝置和元件控制器： 李明制作了方便小

5、動物喝水的自動加水器，結(jié)構(gòu)如圖。工作過程是當水龍頭打開，水就流入碗內(nèi)，碗內(nèi)的水位逐漸升高，浸沒到塑料管管口時，沒有空氣進入密封的鐵桶，水龍頭停止出水；當碗內(nèi)水位降低至塑料管管口以下，空氣從塑料管進入鐵桶內(nèi)，水又流出來，使碗內(nèi)實際水位控制在管口位置。試分析其控制過程，完成下列問題：（1）該控制系統(tǒng)是開環(huán)控制系統(tǒng)還是閉環(huán)控制系統(tǒng)，分析工作原理？（2）請完成控制系統(tǒng)方框圖。鐵桶圓木塞鐵桶硬塑料管搪瓷碗水龍頭5cm閉環(huán)控制系統(tǒng)水龍頭實際水位 控制系統(tǒng)處理方法：1、分析控制系統(tǒng)的工作原理2、根椐方框圖找出相應的量（控制器、執(zhí)行器、被控對象、檢測裝置）3、用簡練的語言回答問題“析”“找”“答”高考猜點1：

6、開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程難點突破：開環(huán)與閉環(huán)比較隨著音樂起伏而變化的音樂噴泉是控制技術(shù)的一種具體應用。其工作過程是由 “聲電轉(zhuǎn)換裝置”將起伏的音樂強度轉(zhuǎn)換為隨之而變化的電信號，這種電信號驅(qū)動電動機帶動水泵轉(zhuǎn)動。音樂聲信號強，水泵的轉(zhuǎn)速就快，噴頭的壓力就大，噴出的水柱就高。反之，噴出的水柱就低。請回答以下問題：1、是開環(huán)還是閉環(huán)？2、完成方框圖反思：可以從幾個方面來區(qū)別開環(huán)和閉環(huán)？聲音的強弱聲電轉(zhuǎn)換裝置和電機水泵噴頭水柱的高低根據(jù)開環(huán)電子控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的區(qū)別進行分析、判斷，在你認為正確的表格中打開環(huán)電子控制系統(tǒng)閉環(huán)電子控制系統(tǒng)電子表電取暖器空調(diào)程序控制洗衣機可調(diào)亮度的臺燈電冰箱開

7、環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的比較 開環(huán)控制系統(tǒng)輸入量到輸出量之間的信號是單向傳遞的，而閉環(huán)是循環(huán)的。 閉環(huán)控制系統(tǒng)的輸入量和輸出量之間有一個反饋環(huán)節(jié)能自動調(diào)節(jié)，而開環(huán)沒有反饋不會自動調(diào)節(jié)。高考猜點2：控制系統(tǒng)設(shè)計方案()（1）控制系統(tǒng)設(shè)計的一般思路實施控制系統(tǒng)所需的設(shè)備、元件等系統(tǒng)的成本分析控制系統(tǒng)的調(diào)試、運行和評價控制系統(tǒng)的方案選擇分析被控對象的主要特征確定被控量、控制量分析主要的干擾因素控制系統(tǒng)的設(shè)計明確控制的目的、對象（2）控制系統(tǒng)的設(shè)計一般步驟設(shè)計分析：判斷開環(huán)還是閉環(huán)；分析被控對象、被控量、控制量、執(zhí)行器、控制器、檢測裝置、干擾因素等控制過程寫出方框圖。例：抽水馬桶水箱的自動控制系統(tǒng)設(shè)

8、計：A 設(shè)計分析：被控對象是抽水馬桶的水箱，被控量是抽水馬桶水箱水位的高度，控制量是進水管的進水量，執(zhí)行器是進水閥門，控制器是杠桿裝置，檢測裝置是浮球，主要干擾因素是出水量。B 控制過程：撥動沖水旋鈕，使出水閥打開，水箱沖水。與此同時，進水閥打開，水箱進水，直到指定水位時，進水閥關(guān)閉。C 方框圖： 如果聲控燈的附近并沒有來人，而出現(xiàn)意外的聲響，如樓上或隔壁有人高聲說話或以動作發(fā)出聲響，靈敏度高的聲控燈也會應聲而亮。為避免這種情況你有什么好辦法？畫出聲控燈的系統(tǒng)框圖。如圖是聲控燈系統(tǒng)組成示意圖，根據(jù)你的理解和認識回答下列問題：答案提示： 開環(huán)，關(guān)鍵詞：方便、節(jié)電 。 把傳感器的靈敏度調(diào)小一點。：

9、此系統(tǒng)是開環(huán)還是閉環(huán)，聲控燈的優(yōu)點有哪些？練習練習： 下面兩圖分別是瓦特蒸汽機的工作原理圖和蒸汽供給控制原理圖。在如下圖所示，套筒與閥門連在一起，當蒸汽機的轉(zhuǎn)速較高時，飛球離心力增大，套筒向上移動，閥門通孔截面積減少，蒸汽流速降低，蒸汽機汽缸內(nèi)壓力減少使其轉(zhuǎn)速下降。（1）蒸汽車的轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)屬于 （選填開環(huán)或閉環(huán)）控制系統(tǒng)。（2）請補充完整蒸汽機轉(zhuǎn)速自動控制系統(tǒng)方框圖。閉環(huán)給定量控制器執(zhí)行器()被控對象()輸出量()控制量()（）反饋設(shè)定轉(zhuǎn)速比較器（）閥門蒸汽流量汽缸蒸汽蒸汽機轉(zhuǎn)速飛球檢測裝置 下面兩圖分別是瓦特蒸汽機的工作原理圖和蒸汽供給控制原理圖。在如下圖所示，套簡與閥門連在一起，當蒸汽機的轉(zhuǎn)速較高時，飛球離心力增大，套簡向上移動，閥門通孔截面積減少，蒸汽流速降低，蒸汽機汽缸內(nèi)壓力減少使其轉(zhuǎn)速下降。飛球、套筒及其支撐部分 謝 謝！設(shè)計一個控制系統(tǒng)，是選擇開環(huán)控制還是閉環(huán)控制，應根據(jù)對控制精度的要求以及條件的可行性而定。在控制系統(tǒng)設(shè)計過程中，被控對象的特性往往難以直接得到，通常是通過了解被控對象的輸入與輸出之間的關(guān)系來分析它的基本特性，從而確定控制器的運算方式(暗箱方法)。一個控制系統(tǒng)中可能存在若干個干擾因素，需要分析主次，找出對系統(tǒng)影響最大的干擾因素。被控量與控制量的確定