通用技术学考复习必修2第四单元

1、第四单元 控制与设计最新考纲最新考纲好题精练好题精练典题精析典题精析第第4单元单元考情分析考情分析考点一：解释案例中控制的对象和目的。考点一：解释案例中控制的对象和目的。 考点二：举例说明控制在生产和生活中的应用。考点二：举例说明控制在生产和生活中的应用。 考点三：识别人工控制和自动控制。考点三：识别人工控制和自动控制。从控制过程中_来分，控制有人工控制和自动控制。人工控制是指控制的过程是在人的_下进行的。自动控制是指在_的情况下，使事物的变化准确地按照期望的方向进行。普通高中通用技术课程中侧重讨论_。【答案】【答案】人工干预的情形 直接干预和全程干预 无人直接参与 自动控制最新考纲 重点能力

2、提升： 1、手动和自动的区别。 重点关注控制过程，即控制系统从哪里开始到哪里结束，在这一过程中需不需要人的参与区分。注意：启动控制系统时人的参与是不算在控制过程中的人的参与的。考点四：针对案例分析控制系统的基本组成、工作过程与考点四：针对案例分析控制系统的基本组成、工作过程与方式，能画出相应控制系统的方框图。方式，能画出相应控制系统的方框图。1开环控制系统的基本组成：开环控制系统的基本组成：_(给定量给定量)：即控制系统的给定量，如游泳池进水的设：即控制系统的给定量，如游泳池进水的设定时间；定时间；_(被控量被控量)：即控制系统所要控制的量，也是控制系统：即控制系统所要控制的量，也是控制系统的

3、输出信号，如游泳池的水位；的输出信号，如游泳池的水位；_：即控制系统中所要求的装置或生产过程，如游泳池；：即控制系统中所要求的装置或生产过程，如游泳池；_：即直接对被控对象进行控制的装置或元件，如进水：即直接对被控对象进行控制的装置或元件，如进水阀门；阀门； _：即对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或：即对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件，如控制电路；元件，如控制电路； _：即执行器的输出信号，如流过阀门的水量。：即执行器的输出信号，如流过阀门的水量。【答案】【答案】1.输入量输入量 输出量输出量 被控对象被控对象 执行器执行器 控制控制器器 控制量控制量重点能力提升： 2、控制

4、系统各个组成部分的判断。 输入量：让控制系统开始控制的信号。 控制器（实物）：有处理或判断能力，对输入信号进行处理的装置或元件。 执行器（实物）：直接对控制对象施加控制作用的装置或元件，具体执行控制器发出的控制命令。 控制量：执行器发出的信号。 被控对象（实物）：控制系统要达成的目标所对应的对象，即输出量的信号来源者，也是执行器所控制的对象。 输出量：控制系统的控制目的，控制对象所输出的信号。 检测装置（实物）：具有检测输出量的装置，多以传感装置为主。（注意：检测装置不能作为区别开环和闭环的标志）2 2控制系统的输出与输入之间有一定的控制系统的输出与输入之间有一定的_。开环控制系。开环控制系统

5、的统的_不对系统的控制产生任何影响。如：自动门的控制不对系统的控制产生任何影响。如：自动门的控制系统，红外装置是否检测到人体热辐射发出的信号是系统，红外装置是否检测到人体热辐射发出的信号是_，门的开启或关闭是门的开启或关闭是_，当人走近自动门时，门上方的红外，当人走近自动门时，门上方的红外装置检测到人体热辐射发出的红外信息，装置检测到人体热辐射发出的红外信息，_接收到该信号接收到该信号后，便会发出相应的指令，启动后，便会发出相应的指令，启动_运转，从而带动运转，从而带动_自动开启。当门开启之后，控制电路将作出判断，如果自动开启。当门开启之后，控制电路将作出判断，如果没有人在门四周，就通知电动机

6、做反向运转，使门关闭。没有人在门四周，就通知电动机做反向运转，使门关闭。【答案】对应关系【答案】对应关系 输出量输出量 输入输入 输出输出 控制电路控制电路 电动机电动机 门门3 3闭环控制系统的基本组成：闭环控制系统的基本组成：_：测量出被控量并返回到系统的输入端；：测量出被控量并返回到系统的输入端；是是_，它将它将_与所检测的与所检测的_进行比较，求出进行比较，求出_；_将这一偏差值进行运算处理，并向执行器下达控制指令；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，从而使被控量稳定在一定范执行器根据指令对被控对象进行控制，从而使被控量稳定在一定范围内。

7、与开环控制系统相比，闭环控制系统多了一个由围内。与开环控制系统相比，闭环控制系统多了一个由_组组成的环节。成的环节。【答案】检测装置【答案】检测装置 比较器比较器 给定量给定量 被控量被控量 偏差值偏差值 控制器控制器 检检测装置测装置 4 4闭环控制系统的闭环控制系统的_返回到输入端并对控制过程产生影返回到输入端并对控制过程产生影响。例如，游泳池水位控制系统，设定游泳池需要达到的水位是响。例如，游泳池水位控制系统，设定游泳池需要达到的水位是_，实际水位是，实际水位是_(_(输出量输出量) )，当实际水位比设定水位，当实际水位比设定水位_时，控制器控制进水阀门继续注水；当实际水位时，控制器控制

8、进水阀门继续注水；当实际水位_设定水位低时，控制器发出信号关闭进水阀门；实际水位一直与设设定水位低时，控制器发出信号关闭进水阀门；实际水位一直与设定水位比较，实际水位这一输出量对控制过程产生影响。定水位比较，实际水位这一输出量对控制过程产生影响。【答案】【答案】输出量 给定量 被控量 低 达到5 5在控制系统中，为了分析方便，常采用在控制系统中，为了分析方便，常采用_表示系统的表示系统的环节，用环节，用_来表示系统来表示系统_的方向，这种图称为控制的方向，这种图称为控制系统的方框图，它表示了系统的各个环节在系统中的位置、系统的方框图，它表示了系统的各个环节在系统中的位置、_和相互之间的关系，控

9、制系统的方框图有两种形式，一种和相互之间的关系，控制系统的方框图有两种形式，一种是是_方框图，另一种是方框图，另一种是_方框图。方框图。【答案】方框【答案】方框 单向信号线单向信号线 信号传递信号传递 功能功能 逻辑逻辑 物理物理 6 6开环控制系统的方框图如下：开环控制系统的方框图如下：上图中，输入量即上图中，输入量即_；输出量；输出量( (被控量被控量) )即即_，也是控制系统的输出信号；被控对象，也是控制系统的输出信号；被控对象即控制系统中即控制系统中_的装置或生产过程；执行器即的装置或生产过程；执行器即_的装置或元件；控制器即对的装置或元件；控制器即对_进行处理并发出进行处理并发出_的

10、装置或元件；控制量即的装置或元件；控制量即_的输出信号。的输出信号。【答案】输入量【答案】输入量 控制器控制器 执行器执行器 控制量控制量 被控对象被控对象 输出量输出量 控制系统的给定量控制系统的给定量 控制系统所要控制的量控制系统所要控制的量 所要求控制所要求控制 直接对被直接对被控对象进行控制控对象进行控制 输入信号输入信号控制命令控制命令 执行器执行器 7.7.闭环控制系统的方框图如下：闭环控制系统的方框图如下：上图中，检测装置测量出上图中，检测装置测量出_并返回到系统的并返回到系统的_；是比较器，它将是比较器，它将_与所检测的与所检测的_进行比较，求出进行比较，求出_；控制器将这一；

11、控制器将这一_进行运算进行运算处理，并向处理，并向_下达控制指令；执行器根据指令对下达控制指令；执行器根据指令对_进进行控制，从而使被控量稳定在一定范围内。行控制，从而使被控量稳定在一定范围内。【答案】给定量【答案】给定量 控制器控制器 执行器执行器 控制量控制量 被控对象被控对象 被控量被控量 检测检测装置装置被控量被控量 输入端输入端 给定量给定量 被控量被控量 偏差值偏差值 偏差值偏差值 执行器执行器 被控对象被控对象重点能力提升：3、开环和闭环的区别依据反馈区分开环无反馈，闭环有反馈。也可以抓住控制系统的输出量判定。判断状态变化输出（如灯的亮或灭，门的开或关等）开环可持续变化 输 出（

12、如温度，高度等）假 设 输出 有 偏差控 制 系统 可 自行 纠 正偏差控制系统不能自行纠正偏差开环闭环输出量 考点五：针对简单控制系统说明其主要干扰因素考点五：针对简单控制系统说明其主要干扰因素。1 1在控制系统中，除在控制系统中，除_以外，引起以外，引起_变化的各种变化的各种因素称为干扰因素。在一般控制系统中，干扰因素是需要克服的。因素称为干扰因素。在一般控制系统中，干扰因素是需要克服的。而在有些情况下，却可以而在有些情况下，却可以_干扰因素实现某种目的。干扰因素实现某种目的。【答案】【答案】1.输入量输入量(给定值给定值) 被控量被控量 利用利用 2 2在控制系统中，干扰因素可能有在控制

13、系统中，干扰因素可能有_，也可能有，也可能有_。如战士在大风大雨中进行设计练习，。如战士在大风大雨中进行设计练习，_和和_都是子弹命中准确度的干扰因素。干扰可以影响到控制系都是子弹命中准确度的干扰因素。干扰可以影响到控制系统的统的_。【答案】一个【答案】一个 多个多个 风风 雨雨 各个环节各个环节 考点六：解释反馈的含义，说出闭环控制系统中反馈环节的考点六：解释反馈的含义，说出闭环控制系统中反馈环节的作用。作用。1 1控制系统中，将控制系统中，将_通过适当的检测装置返回到输入端通过适当的检测装置返回到输入端并与并与_进行比较的过程，就是反馈。利用反馈来分析和处进行比较的过程，就是反馈。利用反馈

14、来分析和处理被控对象，通过系统的输出来调整系统的行为，使系统沿着预期理被控对象，通过系统的输出来调整系统的行为，使系统沿着预期的目标运行的方法，称为反馈方法。闭环控制系统的核心是通过的目标运行的方法，称为反馈方法。闭环控制系统的核心是通过_。【答案】【答案】1.输出量输出量 输入量输入量 反馈来减少被控量反馈来减少被控量(输出量输出量)的偏差的偏差考点七：知道功能模拟方法和黑箱方法。考点七：知道功能模拟方法和黑箱方法。 考点八：能根据要求设计简单的控制系统。考点八：能根据要求设计简单的控制系统。1 1控制系统设计必须考虑的基本问题有：控制系统设计必须考虑的基本问题有：明确控制的目的；明确控制的

15、目的；分析被控对象的主要特分析被控对象的主要特性；确定性；确定_；分析分析_；方案选择；方案选择；调调试、运行和评价；试、运行和评价；系统的成本、元件、设备分析等。系统的成本、元件、设备分析等。【答案】【答案】1.被控量和控制量被控量和控制量 主要的干扰因素主要的干扰因素2 2对于简单的闭环控制系统，有以下基本要求：对于简单的闭环控制系统，有以下基本要求：一个闭环控制系统要正常工作，首先必须是一个闭环控制系统要正常工作，首先必须是_的。的。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间的差应控制在值之间的差应控制在 _ _。闭环控

16、制系统应有较好的闭环控制系统应有较好的_性能。性能。【答案】【答案】稳定稳定 允许的范围之内允许的范围之内 抗干扰抗干扰3 3设计一个控制系统，是选择开环控制还是闭环控制，应根据设计一个控制系统，是选择开环控制还是闭环控制，应根据对对_的要求以及的要求以及_而定。在控制系统设计过程中，而定。在控制系统设计过程中，被控对象通常是通过了解被控对象通常是通过了解_与与_之间的关系来分析之间的关系来分析它的基本特性。它的基本特性。_和和_的确定是控制方案的关的确定是控制方案的关键，对于简单控制系统，需要控制的量往往被确定为键，对于简单控制系统，需要控制的量往往被确定为_，_应选择可控制的、对抑制干扰因

17、素和保持系统稳定有应选择可控制的、对抑制干扰因素和保持系统稳定有明显作用的量。明显作用的量。【答案】控制精度【答案】控制精度 条件的可行性条件的可行性 输入输入 输出输出 被控量被控量 控制量控制量 被控被控量量 控制量控制量考点九：能根据开环系统的设计方案，制作一个控制装置。考点九：能根据开环系统的设计方案，制作一个控制装置。开环控制系统的设计，首先明确设计要求，明确被控对象、被控开环控制系统的设计，首先明确设计要求，明确被控对象、被控量和控制量后，即可考虑具控制系统的方案。根据方案，选择经量和控制量后，即可考虑具控制系统的方案。根据方案，选择经济、易于实现的基本条件来确定具体实用的控制器、

18、执行器等来济、易于实现的基本条件来确定具体实用的控制器、执行器等来制作控制装置。制作控制装置。 重点能力提升： 4、理解开环和闭环的控制原理和过程。 开环是一个单向信号而闭环是一个循环的信号。重点是理解反馈在闭环中的作用，开环不具备反馈环节。开环控制系统主要关注控制系统输入量对控制系统的影响，而闭环控制系统的输出量也会影响控制系统工作过程。1.1. 如图所示是一种风阻尼器，用于高层建筑应对台风。一个几如图所示是一种风阻尼器，用于高层建筑应对台风。一个几百吨重的大铁球通过弹簧和液压装置安装在高层建筑物的中上部，百吨重的大铁球通过弹簧和液压装置安装在高层建筑物的中上部，当强风来袭时，该装置的传感器

19、探测到建筑物的摇晃程度，通过计当强风来袭时，该装置的传感器探测到建筑物的摇晃程度，通过计算机控制液压装置推动大铁球向反方向运动，从而降低建筑物的摇算机控制液压装置推动大铁球向反方向运动，从而降低建筑物的摇晃程度。若把大铁球作为被控对象，下列分析中晃程度。若把大铁球作为被控对象，下列分析中不正确的是不正确的是( ( ) ) A A输入量是建筑物的摇晃程度输入量是建筑物的摇晃程度 B B控制器是计算机控制器是计算机 C C控制量是风力的大小控制量是风力的大小 D D输出量是大铁球的运动方向和速度输出量是大铁球的运动方向和速度【答案】【答案】C【解析】控制量是执行器施加给被控对象的，所以这里应该【解

20、析】控制量是执行器施加给被控对象的，所以这里应该是液压装置推动大铁球的力。是液压装置推动大铁球的力。 2.如图所示是某同学设计的自动干手器原理示意图，当手靠近传感器时，传感器将感应信号发送给控制器，控制器控制继电器闭合，电吹风开始工作。若将电吹风看作被控对象，则执行器是 A.传感器 B.控制器 C.继电器 D.插头【答案】【答案】C 3.要设计水箱水位的闭环控制系统，下列器材中，适合用作检测装置的是【答案】【答案】D 如图所示是消防管网的水压控制系统工作示意图。当消防管网压力降至压力下限时，水泵启动，使压力上升；当消防管网压力达到上限进，水泵停止运行，使消防管网压力保持在设定的范围内。请根据示意图及其描述完成第4-5题。 4.该控制系统的执行器是（ ）A.水压检测装置 B.电控单元C.压力罐 D.水泵5.电压.温度等变化会影响输出量的稳定，这些影响被称为该控制系统的（ ）A.反馈 B.干扰C.被控量 D.控制量【答案】【答案】D【答案】【答案】B