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第三章　系统及其设计
验收卷(三)　第三章　系统及其设计
(考试时间45分钟；满分50分)
一、选择题(本大题共13小题，每小题2分，共26分。在每小题给出的四个选项中，只有一个是符合题目要求的)
D
解析　选项D：定期维护，属于系统优化，不是构成条件，选项错误。
A.支架由墙壁固定板、支撑臂、转轴、显示器连接板等部分构成
B.墙壁固定板、支撑臂、显示器连接板通过转轴构成了相互关联的整体
C.支架能够固定并可调节显示器的角度，这不是各组成部分能够实现
D.转轴上定期加润滑油后，调节更省力更方便
C
A.搅拌系统、原料输送系统和定量控制系统是该系统的子系统
B.管道电磁阀关闭后，输料泵需要同时关闭，体现了系统的相关性
C.需要同时考虑原料精确定量和输送速度，体现了系统分析的整体性原则
D.设置阀门是对系统安全目标的优化
解析　需要同时考虑原料精确定量和输送速度，体现了系统分析的综合性原则，故C错。
A
如图是一个太阳能综合利用系统的示意图，能够将太阳能转化为电能并存储在蓄电池组中，请回答第3～4题。
解析　选项B：多个部分组成，体现了系统的整体性；选项C：部分对部分的影响，体现了系统的相关性，选项错误；选项D：定期维护，体现了系统的动态性，选项错误。
3.从系统的角度分析，说法中正确的是(　　)
A.该系统能够将光能转换为电能，体现了系统的目的性
B.太阳能板、控制器、蓄电池组和逆变器共同构成了该系统，体现了系统的相关性
C.逆变器出现故障，交流负载将不能为蓄电池组充电，体现了系统的动态性
D.在使用中为保持转换效率不下降，需定期更换太能板，体现了系统的环境适应性
C
A.增加风力发电设备，在阴雨天也能够正常发电
B.增大蓄电池组的容量，在有阳光时能多存储电能，在阴雨天能使用更长时间
C.减少负载的接入数量，存储电能在阴雨天能使用更长时间
D.增加新设备，使太阳能板能够调节角度，增加光照时长
解析　选项C：减少负载，影响了系统的正常作用，措施不合理，选项错误。
D
A.该系统可以划分为物联网模块子系统、显示报警子系统、空气质量、温度及湿度控制子系统等
B.设计该系统时，既要考虑运行成本，又要考虑控制功能，体现系统分析的综合性原则
C.通过手机APP能够实现对牛舍环境实时监测，体现系统的目的性
D.若对该系统进行优化，单片机、各传感器、驱动电路及牛舍大小都是系统优化的影响因素
解析　选项D：目标函数有影响且可以人为调节改变的为优化因素，条件限定不可改变的为约束条件。牛舍大小为条件限定为约束条件，选项错误。
B
A.该系统由监测系统、主机、云平台等组成
B.设计时先考虑加湿器控制再考虑风扇控制，体现了系统分析的整体性原则
C.实时监测环境，降低了学生近视和驼背的几率，体现了系统的目的性
D.电源电压的波动会影响该智能课桌系统对温度、湿度的监测，这属于控制系统的干扰因素
解析　在该系统中，加湿器与风扇分属两个子系统，具有相关性，所以需要设计时先考虑加湿器控制再考虑风扇控制，在系统分析时统筹兼顾两子系统，属于综合性原则，因此B选项说法不正确。
A.数字无线通讯设备是该系统优化的影响因素
B.控制装置可根据列车在该基点的速度等计算出列车所在的位置，体现系统分析的科学性原则
C.列车的行驶信息会实时在行驶点更新，体现了系统的动态性
D.控制列车的运行间隔、控制轨道岔口的开闭情况等是该系统优化的目标之一
答案　B
解析　选项A：数字无线通讯设备是认为可以调节的，属于影响系统优化的影响因素，选项正确；选项B：选项中表达的是控制装置可以计算列车位置，体现了系统的目的性，选项错误；选项C：系统是在不断变化中的，列车行驶信息能实时变化，体现了系统的动态性，选项正确；选项D：该系统的目的就是控制列车的运行间隔和轨道岔口，所以也是优化的目标，选项正确。
C
A.小球能自动归位，体现了系统的目的性
B.摄像头的清晰度下降，体现了系统的动态性
C.控制器能将摄像头采集到的信息进行计算、
分析，体现了系统分析的科学性原则
D.平台的平整度是系统优化的影响因素
解析　选项C：前半句描述的是系统工作的过程，而系统分析的原则是在系统设计或优化前，设计者要遵循的原则，要求他们用数学工具和科学方法来开展系统分析，选项错误。
D
A.自行车的轮胎由于磨损，需要定期保养或更换，体现了系统的动态性
B.山地自行车的轮胎纹路比较粗大，更加适合山地骑行，体现了系统较好的环境适应性
C.轮胎气压不够会影响骑行功能，体现了系统的整体性
D.设计自行车时既要考虑功能成本，也要考虑安全和个性化需要，遵循系统分析的整体性原则
解析　设计自行车时既要考虑功能成本，也要考虑安全和个性化需要，遵循系统分析的综合性原则，故C错误。
B
A.温控仪异常，导致电机无法通电，体现了系统的相关性
B.房间温度变化影响风扇启动和停止，体现了系统的环境适应性
C.温度传感器的性能属于系统优化的影响因素
D.设计该系统时，结合多个电路设计方案的优点，体现了系统分析的综合性原则
解析　选项B：房间温度是系统的输入，属于系统内部要素，影响系统的工作，体现的是系统的目的性，不是系统的环境适应性，选项错误。
C
11.如图a所示为中心收卷式卷带机结构示意图，图b为卷带恒张力控制系统示意图，张力传感器测出输送带内部张力，压力传感器用来间接测量收卷半径，数据经PLC控制器处理后，控制变频器对三相异步电机进行调速，显示器显示设定张力与实际张力，并且可通过按键调节设定张力值以适应不同型号的输送带收卷。以下有关中心收卷式卷带机系统的说法中，合理的是(　　)
解析　选项A：输送带和纠偏辊都是系统的要素，因此属于相关性或者动态性，选项错误；选项B：属于系统分析的科学性原则，选项错误；选项D：卷带不能调节，因此属于系统优化的约束条件，选项错误。
A.输送带跑偏时，鼓形纠偏辊可对其及时调整，体现了系统的环境适应性
B.设计时，建立卷带动力学模型，根据收卷半径、输送带的承重等计算弹簧的弹性系数，体现了系统分析的整体性原则
C.设计时，既要考虑卷带效率，又要考虑成
卷输送平稳，体现了系统分析的综合性原则
D.卷带是系统优化的影响因素
A.能帮助驾驶员轻松操作驾驶，体现了系统的目的性
B.ESP实时监控汽车的行驶状态，体现了系统的动态性
C.驾驶员的操作会影响汽车的行驶状态，体现了系统的整体性
D.ECU需要对检测信号进行处理与计算，体现了系统分析的科学性原则
答案　D
解析　系统分析的主语是人。ECU需要对检测信号进行处理与计算，没有体现系统分析的科学性原则。故选D。
A
13.如图所示为停车收费系统示意图，该系统由入口控制子系统和出口控制子系统组成。当入口处的地感检测到有车辆驶入，车位显示器会显示可以停靠的车位，入口控制器控制道闸开启。当出口处的地感检测到有车辆驶出，出口控制器计算出停车费用并在费率显示器上显示，收费完成后道闸开启，放车出行。下列关于该系统说法正确的是(　　)
A.与公共交通控制系统联网，可以引导需要停车的车主到有车位的停车场停车，体现了系统的目的性
B.该系统设计时，既要考虑系统运行的稳定性和工程质量，还要考虑系统的成本，体现了系统分析的整体性原则
C.控制器能够计算出停车费用并在费率显示器上显示，体现系统分析的科学性原则
D.地感检测器的精度会影响控制器的分析判断，体现了系统的整体性
二、非选择题(本大题共2小题，第14题12分，第15题12分，共24分)
14.如图所示的智能家居系统由智能网关、无线遥控系统、电动控制系统、本地指令无线输入系统和远程网络指令输入系统组成。
(1)请将上述系统用下面的方框图表示，在方框中的“________”处填写相应的要素；
(2)智能家居系统在使用过程中某些部件会发生老化等现象，这些现象反映的系统特征是________________________。
答案　(1)①红外转发器(3分)　②电动控制系统(3分)　③智能网关(3分)　(2)动态性(3分)
解析　(1)根据题干和题图示可知，系统有智能网关、无线遥控系统、电动控制系统、本地指令无线输入系统和远程网络指令输入系统组成。无线遥控系统中包含红外转发器；控制器和燃气阀属于电动控制系统；(2)长期使用产生故障，体现了系统的动态性特征。
15.如图所示是一个奶粉生产系统的原理图，该系统的作用是将浓缩奶液干燥成奶粉，加工时奶液从高位储奶槽流下，经过滤去掉凝块后进入干燥器，冷空气也进入干燥器。在干燥器中奶液被热空气加热，使水分蒸发，最后随湿空气一起喷出，在重力作用下，空气、奶粉自然分离。并完成下列各题。
(1)冷气阀门的打开程度直接影响着奶粉的生产质量，体现了系统的特性是____________。
(2)在设计系统时，需要考虑干燥器出口的气体温度与奶粉质量之间的定量关系，体现了系统分析中要遵循的原则是____________。
(3)该系统中蒸汽流量直接决定着热交换器中出来的空气温度，为了实时监控蒸汽流量，需要在系统中增加新的设备，新增的设备属于系统优化中__________(在①目标函数；②约束条件；③影响因素中选择一项，将序号填写在“________”上)。
答案　(1)整体性　(2)科学性原则　(3)③(每空4分)
解析　(1)部分影响整体，体现了系统的整体性。
(2)在设计系统时进行定量分析，体现了系统分析的科学性原则。
(3)人为可以改变的，属于影响因素。验收卷(三)　第三章　系统及其设计
(考试时间45分钟；满分50分)
一、选择题(本大题共13小题，每小题2分，共26分。在每小题给出的四个选项中，只有一个是符合题目要求的)
1.如图是一款墙壁式显示器支架，以下叙述中不属于构成该系统的条件的是(　　)
A.支架由墙壁固定板、支撑臂、转轴、显示器连接板等部分构成
B.墙壁固定板、支撑臂、显示器连接板通过转轴构成了相互关联的整体
C.支架能够固定并可调节显示器的角度，这不是各组成部分能够实现
D.转轴上定期加润滑油后，调节更省力更方便
2.如图所示是液体原料定量搅拌系统示意图。根据需要在PLC控制器中设定流量值，在输料泵的作用下，液体原料通过流量计、管道电磁阀进入搅拌容器，流量计测出流量值并将信息传送到PLC控制器，当达到设定值时，PLC控制器发出信号关闭管道电磁阀。然后由人工启动搅拌电机。从系统角度分析，下列说法不恰当的是(　　)
A.搅拌系统、原料输送系统和定量控制系统是该系统的子系统
B.管道电磁阀关闭后，输料泵需要同时关闭，体现了系统的相关性
C.需要同时考虑原料精确定量和输送速度，体现了系统分析的整体性原则
D.设置阀门是对系统安全目标的优化
如图是一个太阳能综合利用系统的示意图，能够将太阳能转化为电能并存储在蓄电池组中，请回答第3～4题。
3.从系统的角度分析，说法中正确的是(　　)
A.该系统能够将光能转换为电能，体现了系统的目的性
B.太阳能板、控制器、蓄电池组和逆变器共同构成了该系统，体现了系统的相关性
C.逆变器出现故障，交流负载将不能为蓄电池组充电，体现了系统的动态性
D.在使用中为保持转换效率不下降，需定期更换太能板，体现了系统的环境适应性
4.为了提高该系统的环境适应能力，需进一步优化。下列优化措施中不合理的是(　　)
A.增加风力发电设备，在阴雨天也能够正常发电
B.增大蓄电池组的容量，在有阳光时能多存储电能，在阴雨天能使用更长时间
C.减少负载的接入数量，存储电能在阴雨天能使用更长时间
D.增加新设备，使太阳能板能够调节角度，增加光照时长
5.如图所示是某牛舍环境监测控制系统的示意图。它可以使用手机APP实现对牛舍进行实时监测及自动控制。其工作过程为：牛舍内各传感器实时监测采集场内温度、湿度、光度、空气质量信息，单片机单元将接收的信息进行判断处理，根据偏差值驱动驱动电路调整执行单元对牛舍进行精准控制。监测信息会在触摸屏上显示，若超出范围，单片机单元接通电子开关发出报警信息。关于该牛舍环境监测控制系统，下列分析中不正确的是(　　)
A.该系统可以划分为物联网模块子系统、显示报警子系统、空气质量、温度及湿度控制子系统等
B.设计该系统时，既要考虑运行成本，又要考虑控制功能，体现系统分析的综合性原则
C.通过手机APP能够实现对牛舍环境实时监测，体现系统的目的性
D.若对该系统进行优化，单片机、各传感器、驱动电路及牛舍大小都是系统优化的影响因素
6.如图所示是“智能云平台课桌”的工作原理图。通过检测使用者的实时数据，用户可通过手机APP实时准确调节自己的学习环境，同时利用自动化监测的设备，使用户的学习环境始终处于一种舒适的条件，可以有效提高学习效率，降低学生近视和驼背的几率。从系统的角度分析，下列说法中不正确的是(　　)
A.该系统由监测系统、主机、云平台等组成
B.设计时先考虑加湿器控制再考虑风扇控制，体现了系统分析的整体性原则
C.实时监测环境，降低了学生近视和驼背的几率，体现了系统的目的性
D.电源电压的波动会影响该智能课桌系统对温度、湿度的监测，这属于控制系统的干扰因素
7.如图所示是铁道控制系统目前采用的运行方式和新采用的基于数字无线通讯的ATACS列车运行控制系统，相较于目前采用的系统，新系统对列车的间隔调整、轨道岔口的控制都做了很大改变，可以把各列车掌握的位置信息汇集到一起，方便调度，减少信号灯等地面设施。通过轨道中每隔一定距离设有的已输入位置信息的小型装置“地上子”，列车在通过装有地上子的位置时，控制装置可根据列车在该基点的速度等计算出列车行驶到了哪个地点，从而可把误差控制在0.5%以内，并通过无线设备向设在站内的行驶点发送信息，行驶点会实时向列车传达前一列车的位置信息列车可根据该位置信息和自身的岔口减速功能，保持适当距离行驶。从系统的角度，下列分析中不正确的是(　　)
A.数字无线通讯设备是该系统优化的影响因素
B.控制装置可根据列车在该基点的速度等计算出列车所在的位置，体现系统分析的科学性原则
C.列车的行驶信息会实时在行驶点更新，体现了系统的动态性
D.控制列车的运行间隔、控制轨道岔口的开闭情况等是该系统优化的目标之一
8.如图所示为平台小球位置控制系统示意图。其工作过程为：摄像机连续获取小球的实时位置信息(如图a所示)，控制器将接收到的小球位置信息与设定位置进行比较，计算出小球与设定位置的偏差值，控制舵机驱动器，通过舵机调整平台倾斜角度(如图b所示)，使小球移动到设定位置。关于平台小球位置控制系统，下列说法不恰当的是(　　)
A.小球能自动归位，体现了系统的目的性
B.摄像头的清晰度下降，体现了系统的动态性
C.控制器能将摄像头采集到的信息进行计算、分析，体现了系统分析的科学性原则
D.平台的平整度是系统优化的影响因素
9.如图所示的普通自行车和山地自行车，从系统角度分析，以下说法错误的是(　　)
A.自行车的轮胎由于磨损，需要定期保养或更换，体现了系统的动态性
B.山地自行车的轮胎纹路比较粗大，更加适合山地骑行，体现了系统较好的环境适应性
C.轮胎气压不够会影响骑行功能，体现了系统的整体性
D.设计自行车时既要考虑功能成本，也要考虑安全和个性化需要，遵循系统分析的整体性原则
10.如图所示是小明将普通桌面小风扇改造而成的温控小风扇。当温度传感器检测到房间温度升高到高于设定值1时，温控仪接通电机电源，扇叶转动；当检测到房间温度低于设定值2时，温控仪断开电机电源，扇叶停转。其中扇叶转动不能将房间温度降低。从系统的角度分析，下列说法中不正确的是(　　)
A.温控仪异常，导致电机无法通电，体现了系统的相关性
B.房间温度变化影响风扇启动和停止，体现了系统的环境适应性
C.温度传感器的性能属于系统优化的影响因素
D.设计该系统时，结合多个电路设计方案的优点，体现了系统分析的综合性原则
11.如图a所示为中心收卷式卷带机结构示意图，图b为卷带恒张力控制系统示意图，张力传感器测出输送带内部张力，压力传感器用来间接测量收卷半径，数据经PLC控制器处理后，控制变频器对三相异步电机进行调速，显示器显示设定张力与实际张力，并且可通过按键调节设定张力值以适应不同型号的输送带收卷。以下有关中心收卷式卷带机系统的说法中，合理的是(　　)
A.输送带跑偏时，鼓形纠偏辊可对其及时调整，体现了系统的环境适应性
B.设计时，建立卷带动力学模型，根据收卷半径、输送带的承重等计算弹簧的弹性系数，体现了系统分析的整体性原则
C.设计时，既要考虑卷带效率，又要考虑成卷输送平稳，体现了系统分析的综合性原则
D.卷带是系统优化的影响因素
12.汽车电子稳定控制系统(ESP)用于实时监控汽车的行驶状态，当车辆转向角度过大或过小时，使其避免偏离理想轨迹，帮助驾驶员轻松操作。其控制原理是通过ECU计算出保持车身稳定的理论值，与偏航率传感器测得的数据进行比较，发出平衡纠偏指令牵制发动机动力输出，对各个车轮进行有目的的制动，自动纠正车辆轨迹。下列关于该系统的说法中，不正确的是(　　)
A.能帮助驾驶员轻松操作驾驶，体现了系统的目的性
B.ESP实时监控汽车的行驶状态，体现了系统的动态性
C.驾驶员的操作会影响汽车的行驶状态，体现了系统的整体性
D.ECU需要对检测信号进行处理与计算，体现了系统分析的科学性原则
13.如图所示为停车收费系统示意图，该系统由入口控制子系统和出口控制子系统组成。当入口处的地感检测到有车辆驶入，车位显示器会显示可以停靠的车位，入口控制器控制道闸开启。当出口处的地感检测到有车辆驶出，出口控制器计算出停车费用并在费率显示器上显示，收费完成后道闸开启，放车出行。下列关于该系统说法正确的是(　　)
A.与公共交通控制系统联网，可以引导需要停车的车主到有车位的停车场停车，体现了系统的目的性
B.该系统设计时，既要考虑系统运行的稳定性和工程质量，还要考虑系统的成本，体现了系统分析的整体性原则
C.控制器能够计算出停车费用并在费率显示器上显示，体现系统分析的科学性原则
D.地感检测器的精度会影响控制器的分析判断，体现了系统的整体性
二、非选择题(本大题共2小题，第14题12分，第15题12分，共24分)
14.如图所示的智能家居系统由智能网关、无线遥控系统、电动控制系统、本地指令无线输入系统和远程网络指令输入系统组成。
(1)请将上述系统用下面的方框图表示，在方框中的“________”处填写相应的要素；
(2)智能家居系统在使用过程中某些部件会发生老化等现象，这些现象反映的系统特征是________________________。
15.如图所示是一个奶粉生产系统的原理图，该系统的作用是将浓缩奶液干燥成奶粉，加工时奶液从高位储奶槽流下，经过滤去掉凝块后进入干燥器，冷空气也进入干燥器。在干燥器中奶液被热空气加热，使水分蒸发，最后随湿空气一起喷出，在重力作用下，空气、奶粉自然分离。并完成下列各题。
验收卷(三)　第三章　系统及其设计
1.D　[选项D：定期维护，属于系统优化，不是构成条件，选项错误。]
2.C　[需要同时考虑原料精确定量和输送速度，体现了系统分析的综合性原则，故C错。]
3.A　[选项B：多个部分组成，体现了系统的整体性；选项C：部分对部分的影响，体现了系统的相关性，选项错误；选项D：定期维护，体现了系统的动态性，选项错误。]
4.C　[选项C：减少负载，影响了系统的正常作用，措施不合理，选项错误。]
5.D　[选项D：目标函数有影响且可以人为调节改变的为优化因素，条件限定不可改变的为约束条件。牛舍大小为条件限定为约束条件，选项错误。]
6.B　[在该系统中，加湿器与风扇分属两个子系统，具有相关性，所以需要设计时先考虑加湿器控制再考虑风扇控制，在系统分析时统筹兼顾两子系统，属于综合性原则，因此B选项说法不正确。]
7.B　[选项A：数字无线通讯设备是认为可以调节的，属于影响系统优化的影响因素，选项正确；选项B：选项中表达的是控制装置可以计算列车位置，体现了系统的目的性，选项错误；选项C：系统是在不断变化中的，列车行驶信息能实时变化，体现了系统的动态性，选项正确；选项D：该系统的目的就是控制列车的运行间隔和轨道岔口，所以也是优化的目标，选项正确。]
8.C　[选项C：前半句描述的是系统工作的过程，而系统分析的原则是在系统设计或优化前，设计者要遵循的原则，要求他们用数学工具和科学方法来开展系统分析，选项错误。]
9.D　[设计自行车时既要考虑功能成本，也要考虑安全和个性化需要，遵循系统分析的综合性原则，故C错误。]
10.B　[选项B：房间温度是系统的输入，属于系统内部要素，影响系统的工作，体现的是系统的目的性，不是系统的环境适应性，选项错误。]
11.C　[选项A：输送带和纠偏辊都是系统的要素，因此属于相关性或者动态性，选项错误；选项B：属于系统分析的科学性原则，选项错误；选项D：卷带不能调节，因此属于系统优化的约束条件，选项错误。]
12.D　[系统分析的主语是人。ECU需要对检测信号进行处理与计算，没有体现系统分析的科学性原则。故选D。]
13.A
14.(1)①红外转发器(3分)　②电动控制系统(3分)　
③智能网关(3分)　(2)动态性(3分)
解析　(1)根据题干和题图示可知，系统有智能网关、无线遥控系统、电动控制系统、本地指令无线输入系统和远程网络指令输入系统组成。无线遥控系统中包含红外转发器；控制器和燃气阀属于电动控制系统；(2)长期使用产生故障，体现了系统的动态性特征。
15.(1)整体性　(2)科学性原则　(3)③(每空4分)
解析　(1)部分影响整体，体现了系统的整体性。
(2)在设计系统时进行定量分析，体现了系统分析的科学性原则。
(3)人为可以改变的，属于影响因素。
(1)冷气阀门的打开程度直接影响着奶粉的生产质量，体现了系统的特性是____________。
(2)在设计系统时，需要考虑干燥器出口的气体温度与奶粉质量之间的定量关系，体现了系统分析中要遵循的原则是____________。
(3)该系统中蒸汽流量直接决定着热交换器中出来的空气温度，为了实时监控蒸汽流量，需要在系统中增加新的设备，新增的设备属于系统优化中__________(在①目标函数；②约束条件；③影响因素中选择一项，将序号填写在“________”上)。

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