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控制及其设计
第4课时　控制系统的工作过程
综合分析
第四单元
1.自行车刹车控制系统的控制过程为：刹车时，施加一定的握把力，通过杠杆系统，使刹车片压紧车圈（或轮轴），车轮减速。该系统的执行器是刹车片。（　　）
2.楼道声控灯控制系统属于开环控制系统。（　　）
3.下图所示为指纹锁控制系统，门锁的开闭状态是该控制系统的控制量。（　　）
×
判断正误，正确的画“√”错误的画“×”
√
√
4.车载空调制冷控制系统的工作过程为：温度传感器采集车厢内实际温度，微处理器将设定温度与实际温度比较，控制压缩机、膨胀阀和鼓风机，使车厢内温度稳定在设定温度附近。该制冷控制系统的控制量为微处理器的输出信号。（　　）
5.开环控制系统的控制精度较低，闭环控制系统的控制精度较高。（　　）
6.检测装置是计算被控量和给定量之间的差值的装置。（　　）
判断正误，正确的画“√”错误的画“×”
×
√
×
答案速对
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
D B C B D C C C B D
11 12 13 14 15 16 17 18
D B C B A D A C
考点1　控制系统的相关概念
1.下列关于控制系统的说法中正确的是（　　）
A.引起输出量变化的所有因素为干扰因素
B.土壤湿度控制系统中，控制量是土壤的实际湿度
C.水池水位控制系统中，水位传感器可作为控制器
D.闭环控制系统一定具备检测装置
D
√
A项，输入量不属于干扰因素；B项，土壤的实际湿度是被控量；C项，水位传感器主要作为检测装置，其没有判断决策的能力。
2.下图所示是小明设计的自动干手器原理图，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。关于该控制系统的信号流向，下列说法中正确的是(　　)
A.传感器检测到的信号作为该控
制系统的输出量
B.传感器检测到的信号作为该控
制系统的输入量
C.传感器检测到的信号直接传给电吹风使其工作
D.电吹风工作会对传感器检测到的信号产生影响，进而影响控制过程
B
√
分析可知，该控制系统工作过程中不存在反馈，是开环控制系统，开环控制系统中的信号单向流动，检测装置检测到的信号一般作为输入量。
3.根据消防要求，仓库、图书馆等场所需要安装火灾自动报警控制系统。如有火灾发生，烟雾探测器检测到室内的烟雾信号，经控制电路分析处理后，驱动扬声器发出报警声。下列对该控制系统的分析中不正确的是（　　）
A.被控对象是扬声器
B.输出量是报警声
C.控制量是烟雾的浓度
D.控制的方式是开环控制
C
√
该控制系统中，输入量为室内的烟雾信号，输出量为扬声器是否发出报警声，输出量不对系统的控制产生影响，为开环控制系统。控制器为控制电路，被控对象为扬声器。
考点2　开闭环控制系统判断
4.如图所示的粉末状物料自动称重系统，包括称重子系统和料仓防黏结子系统。称重时，计算机实时读取电子秤测量的物料重量，并与设定值进行比较，当重量存在偏差时，计算机控制电机调节螺旋送料器送料速度，直至料杯内物料重量达到设定值时完成称重。料仓内物料黏结时，激振器开启使结块物料变成粉末状，保证料仓物料顺利进入螺旋送料器。关于称重子系统，下列从控制系统
角度进行的分析中不恰当的是（　　）
A.控制方式为闭环控制
B.计算机输出的信号是控制量
C.被控对象为料杯里的物料
D.电机的转速异常属于干扰因素
B
√
分析控制过程可知，该控制系统的目的是使物料重量与设定值一致，控制过程中存在反馈，是闭环控制，被控对象是物料，执行器是电机，控制量是执行器的输出信号，应为电机的输出信号，计算机是控制器。电机转速异常影响最终称重的结果，且不是输入量（设定重量），属于称重子系统的干扰因素。
5.[2026浙南名校返校考]小明利用所学的知识设计了一个家用芽菜机系统，其工作原理如图所示。该芽菜机的工作过程为：定时器每隔一个半小时就接通水泵，将水洒向豆子；温控仪通过电阻式传感器感知芽菜箱内的温度，若低于20 ℃，则温控仪接通电热丝开始加热；当到达30 ℃时，电热丝停止加热。关于家用芽菜机系统，下列从控制系统的角度分析中恰当的是 (　　)
A.浇水子系统和温控子系统的控制器相同
B.浇水子系统和温控子系统的被控对象相同
C.温度传感器检测到的实际温度是温控子系
统的输入量
D.箱内湿度的改变会影响芽菜箱中的实际温度，属于温度控制系统的干扰因素
D
√
A项，浇水子系统的控制器是定时器，温控子系统的控制器是温控仪，控制器不同；B项，浇水子系统的被控对象是浇水部件，温控子系统的被控对象是芽菜箱，被控对象不同；C项，温控子系统是闭环控制，传感器检测到的温度是系统的输出量。
6.［2024浙江选考］下列关于控制系统的说法中正确的是（　　）
A.有检测传感器的控制系统就是闭环控制系统
B.洗衣机按人工设定的程序完成洗衣，其控制手段属于人工控制
C.被控量是控制系统所要控制的量，也是控制系统的输出信号
D.电机转速控制系统中，电机属于执行器
C
√
A项，有检测传感器的不一定是闭环控制系统，开环控制系统也会有检测传感器，关键是看检测传感器检测的是输入量还是输出量；B项，洗衣机的洗衣过程由控制系统自动完成，不需要人的全程参与，是自动控制；D项，电机转速控制系统的目的是控制电机转动的速度，因此电机是被控对象。
7.[2025浙江选考]如图所示的激光除草车中，激光除草系统主要包括计算机、摄像机和激光器等，其工作原理是：计算机根据摄像机获取的图像信息，辨识出杂草并计算其位置，据此控制电机调整激光的角度，并通过继电器控制激光器发射激光将杂草烧焦，完成除草。关于激光除草系统，下列从控制系统角度进行的分析中恰当的是（　　）
A.杂草为被控对象
B.计算机的输出信号是控制量
C.控制方式属于开环控制
D.计算机辨识不出的杂草属于干扰因素
C
√
分析激光除草系统可知，系统工作过程中不存在反馈，是开环控制系统。输入量是杂草信息，控制器是计算机，执行器是电机和继电器，被控对象是激光器。计算机辨识不出的杂草影响的是输入量，不属于干扰因素。
8.下图所示是专为儿童研发的电视护眼观看系统。配备的眼睛跟踪传感器可以检测到人眼与电视之间的距离,距离太近,电视屏幕就会自动变暗,而达到合理的距离时，电视屏幕自动调节成最适宜的亮度。下列关于该控制系统的说法中正确的是(　　)
A.被控对象是人的眼睛
B.眼睛跟踪传感器起反馈作用
C.输入量是人眼与电视之间的
距离信号
D.控制量是电视屏幕的亮度
C
该控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，属于开环控制。输入量是眼睛跟踪传感器所检测到的人眼与电视之间的距离，眼睛跟踪传感器起检测作用，被控对象是电视屏幕，输出量是电视屏幕的亮度，控制量应是执行器的输出信号。
√
9.[2026丽水期末]下图所示为室内空气智能净化控制系统，传感器检测空气温湿度、粉尘含量、甲醛和苯等浓度。控制电路将检测到的数据与设定值进行比较，根据分析的结果启动对应的净化装置，从而改善室内空气质量。下列从控制系统角度进行的分析中不正确的是 (　　)
A.控制方式属于闭环控制
B.被控对象为净化装置
C.输入量是空气质量的设定值
D.净化装置发生故障是该系统的
干扰因素
B
√
分析可知，控制电路会将检测到的数据与设定值进行比较，即工作过程中存在反馈，是闭环控制。被控对象是室内空气。
10.如图所示的自动巡位焊接机器人，其自动巡位焊接系统主要包括巡位子系统和焊接子系统，该系统工作过程是：视觉传感器获取相关信息，将采集的数据传输至计算机；计算机计算出最佳焊接路径及焊枪应处位置，并根据焊枪应处位置生成指令；指令驱动机械臂运动，使焊枪精准对准焊缝；在焊接过程中，位置传感器实时监测焊枪位置，若出现偏差则及时纠正。关于巡位子系统，下列从控制系统
角度进行的分析中不恰当的是（　　）
A.执行器是机械臂
B.被控对象是焊枪
C.控制方式属于闭环控制
D.计算机计算出的最佳路径为控制量
D
√
控制量是执行器的输出信号，计算机为控制器。巡位子系统的执行器是机械臂，控制量为机械臂的位移量。巡位子系统工作过程中存在检测反馈环节，为闭环控制系统。
11.如图所示的自动跟随小车控制系统通过安装在小车上的摄像头实时捕捉环境图像，结合使用者身上的手环或手机信号，控制模块分析出小车应该采取的速度大小、方向和加速度等运动参数，并将这些运动参数发送给小车的电机、舵机等执行机构，以确保小车能够始终与使用者保持在设定的距离范围内。下列从控制系统角度进行的分析中恰当的是（　　）
A.使用者为被控对象
B.执行机构接收到控制模块发送的运动参数是
控制量
C.控制方式属于开环控制
D.行驶过程中，路径上突然出现的障碍物属于干扰因素
D
√
A项，自动跟随小车控制系统的被控对象是小车；B项，执行器的输出信号为控制量，控制模块为控制器，其发出的指令不能作为控制量；C项，在该系统控制的过程中，有检测小车与人的实际距离，并与设定距离进行比较的反馈过程，故该系统为闭环控制系统。
12.下图所示为某无人仓库货物自动配发控制系统，货物被机械臂放到运输机上之后，系统通过摄像头获取货物上的条形码信息，运算中心计算出一条合理的路径，运输机根据指令把货物投入相应地域的投放口。下列关于该控制系统的分析，正确的是（　　）
A.摄像头是该系统的反馈装置
B.运输机为该控制系统的执行器
C.运算中心给运输机的指令为控制量
D.货物上的条形码不清晰是该控制系统的干
扰因素
B
√
分析系统的工作过程可知，控制过程中不存在反馈，是开环控制系统。A项，摄像头是检测装置，用于检测输入量；C项，控制量是执行器的输出信号，运算中心是控制器，其输出的指令是控制信号；D项，货物上的条形码不清晰影响的是输入量，不属于干扰因素。
13.如图所示的煤矸石分拣系统中，双目立体相机采集煤和矸石的图像信息，传给控制器处理。控制器提取已识别的矸石抓取特征后，根据矸石大小和位置进行排序，并将抓取任务下达给驱动器，驱动器控制机械臂完成煤矸石分拣。从控制角度分析煤矸石分拣系统，下列说法中正确的是（　　）
A.输入量是驱动器接收的任务信息
B.控制量是煤矸石的图像信息
C.控制器通过驱动器控制机械臂
D.矸石的大小和纹理是干扰因素
C
√
分析控制系统的工作过程可知，不存在反馈，是开环控制系统。A项，输入量应为图像信息；B项，控制量是执行器的输出信号，执行器是驱动器，控制量为驱动器的信号；D项，矸石的大小和纹理是输入量，不属于干扰因素。
14.下图所示是螺钉自动紧固装配系统示意图。该系统主要由机械臂、自动螺钉枪、视觉组件、螺钉供料器和工作台等部分组成。系统工作时，将手机电路板装入手机外壳的规定位置，并将手机外壳固定在工作台上，控制器通过视觉组件得到精确的安装孔位置信息，控制自动螺钉枪从螺钉供料器中取出合适的螺钉，将螺钉拧入安装孔固定手机电路板。下列关于螺钉自动紧固装配控制系统的分析，
合理的是（　　）
A.自动螺钉枪的上升和下降是输出量
B.螺钉是被控对象
C.安装孔的数量变化是系统的干扰因素
D.视觉组件是反馈装置
B
√
分析控制过程可知，该系统的目的是实现将螺钉拧入电路板的安装孔中，控制过程中不存在反馈，是开环控制系统。输入量为精确的安装孔位置信息，输出量是螺钉被拧入电路板的安装孔，被控对象是螺钉，执行器是自动螺钉枪，自动螺钉枪的上升和下降是控制量。视觉组件是输入装置，不参与反馈。
15.某无人驾驶汽车的智能控制系统示意图如图所示，主要包含了感知、决策、执行三大功能模块。感知模块是无人驾驶的“眼睛”和“耳朵”，通过各种传感器（如激光雷达、摄像头、超声波传感器等）收集车辆周边环境信息；决策模块是无人驾驶汽车智能控制系统中的“大脑”，主要负责解析传感器数据，并通过算法计算车辆的行驶决策和控制信号；执行模块接收决策模块指令后完成转向、加速、制动等任务，从而控制车辆的方向和速度。下列关于该无人驾驶汽车的智能控制系统的分析，不恰当的是(　　)
A.道路上的其他汽车是干扰因素
B.该控制系统采用的是开环控制方式
C.无人驾驶汽车是被控对象
D.转向、加速和制动属于控制量
A
√
道路上的其他汽车是输入量，不属于干扰因素。
16.下图所示是自动点胶机系统示意图，包括物料及其物料混合子系统、注胶嘴位置控制子系统等。A、B料罐液体混合料分别通过传输管与一台计量泵连接，通过计量泵分别传输到注胶嘴内直流电机搅拌器内，将两种液体进行充分混合，当涂胶时，打开注胶口，系统可以控制一定量的密封胶从注胶嘴流出。同步带上的传感器实时检测注胶嘴位置，经过PLC信号处理，驱动电机转动，带动带轮和同步带运动，使注胶嘴达到设定的位置。下列关于注胶嘴位置控制
子系统的分析中，不恰当的是(　　)
A.同步带和电机间的摩擦导致点胶位
置有偏差，该摩擦属于干扰因素
B.注胶嘴的实际位置是输出量
C.电机是执行器
D.该系统的控制方式属于开环控制
D
√
由题干可知，传感器实时检测当前注胶嘴位置，经过PLC信号处理，驱动电机转动后使注胶嘴达到设定位置，故该控制系统存在反馈环节，属于闭环控制；执行器是电机，控制量是电机的转动，被控对象是注胶嘴，被控量是注胶嘴的实际位置；同步带和电机间的摩擦导致点胶位置有偏差，且不属于输入量，属于干扰因素。
17.[2026浙江选考]如图所示的工件加工系统，由工件定位控制、机床加工和计数子系统组成，其工作过程为：位置控制器将位置传感器获取到的工件位置信息与设定位置进行比较，当工件到达设定位置时，位置控制器发送指令给传送机构，传送机构停止运行，此时工件加工位置处于刀具下方。同时计数器计数，位置控制器向通用机床控制电路发出加工信号，刀具开始对工件进行加工。下列关于工件定位控制子系统的说法，正确的是（　　）
A.位置传感器用来反馈工件位置信息
B.计数器显示的数值是输出量
C.刀具是执行器
D.通用机床控制电路属于控制器
√
A
分析控制过程可知，工件定位控制子系统的目的是控制工件停留在设定位置，控制过程存在反馈，是闭环控制系统，输入量是设定工件位置，输出量是实际工件位置，检测装置是位置传感器，控制器是位置控制器，执行器是传送机构，被控对象是工件。刀具和通用机床控制电路不是该子系统中的要素。方框图如下：
18.下图所示是pH自动调节加药控制系统示意图，应用于众多工业生产和废水处理过程。pH自动调节的方式有阈值控制与反馈控制两种。阈值控制的工作过程为：当pH探头测得pH值低于下限时，中央控制箱控制碱加药机开启，达到下限后关闭；pH值高于上限时，酸加药机开启，低于上限后关闭。反馈控制的工作过程为：当探头测得pH值变化与设定曲线出现偏差，控制箱调节酸、碱加药机进行非线性补偿，保持中和池的稳定。关于该pH自动调节加
药控制系统，下列分析中不恰当
的是(　　)
A.阈值控制属于闭环控制
B.反馈控制属于闭环控制
C.储槽中的酸液与碱液为输入量
D.排液的pH值为被控量
C
√
A、B项，阈值控制和反馈控制均存在反馈，为闭环控制；C项，输入量为设定的pH值；D项，排液的pH值为被控量。

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