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系统及其设计
第2课时　系统分析与设计
第三单元
框图
系统整体
科学方法
数学工具
统筹兼顾
判断正误，正确的画“√”错误的画“×”
1.“空中巴士”有轨交通项目包含多个子系统，在建设之前，相关部门要进行详细测算，体现了系统分析的科学性原则。（　　）
2.在设计可铺在地上取暖的电热毯时，需要统筹兼顾电热效应、电磁效应、安全性、成本、底层隔热性能等诸多目标，体现了系统分析的整体性原则。（　　）
3.学校要新建停车场，既要考虑学生安全，又要考虑教职工停车取车方便，还不能影响家长车辆通行，体现了系统分析的综合性原则。（　　）
√
×
√
判断正误，正确的画“√”错误的画“×”
4.语音开门控制系统可以对输入的声音进行分析，体现了系统分析的科学性原则。（　　）
5.设计按压式延时水龙头系统时，需要用到物理、数学等学科知识，体现了系统分析的综合性原则。（　　）
6.设计ABS 防抱死刹车系统时，首先考虑防抱死功能的实现，再考虑操作的舒适性，体现了系统的整体性。 （　　）
×
×
×
答案速对
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
D B D C A C A C D B
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
A C D B B A D D D C
考点1　系统分析的概念与一般过程
1.系统分析的出发点是发挥系统的整体功能，目的是（　　）
A.了解系统结构
B.明白系统的原理
C.熟悉系统的运行过程
D.寻求解决问题的最佳决策
D
√
系统分析的出发点是发挥系统的整体功能，目的是寻求解决问题的最佳决策。
2.智能新风系统由中央新风主机和室内新风末端、管道系统等组成，利用负压通风，实现室内空气循环。从系统的角度分析，下列说法中不正确的是（　　）
A.主机子系统和管道子系统相
互联系、相互作用
B.对该系统进行系统分析时需要先收集资料，制订方案
C.分析复杂系统时，可以使用框图模型
D.建立模型后可以进行反复演示和研究
B
√
根据系统分析的一般过程，第一步需要先明确问题，设立目标。
3.下图所示为某电梯曳引电动机控制系统的示意图。设计该系统时，既要考虑系统的先进性和可靠性，同时还要兼顾系统的可扩展性和易维护性。这体现了系统分析的（　　）
A.科学性原则
B.整体性原则
C.相关性原则
D.综合性原则
D
√
统筹兼顾多个目标，体现了系统分析的综合性原则。
考点2　系统分析的主要原则
4.如图所示的电动充气泵，主要由电机、压缩机、压力开关、气嘴接口、显示屏等构成。工作时先取电连接气嘴，开启后电机带动压缩机压缩气体给轮胎充气，压力达标时压力开关断电停止工作；在充气过程中显示屏实时显示胎压，便于即时停止充气。下列关于电动充气泵系统的分析中不恰当的是（　　）
A.能够在低温环境下稳定工作，体现了系统的环境适
应性
B.气嘴大小需要与充气泵功率匹配，体现了系统的相
关性
C.内部芯片经过计算实时显示胎压，体现了系统分析的科学性原则
D.设计时既要考虑充气效率，还要考虑降低成本，体现了系统分
析的综合性原则
C
√
内部芯片经过计算实时显示胎压，是系统要素的功能，与系统分析的科学性原则无关。
5.由于不同的植物需水量不同，无法用传统的定时浇水。为解决这一问题，小明设计了一个自动控制装置，可根据不同植物的土壤湿度需求来决定是否浇水和浇水量的多少。打开阀门，湿度传感器能自动检测花盆土壤湿度:当湿度低于设定值，PLC控制电磁阀打开，花洒对花盆洒水；当湿度高于设定值，花洒停止洒水。从系统角度分析，下列关于该控制系统的分析中，不正确的是（　　）
A.选择电磁阀时，既要考虑PLC，又要
考虑湿度传感器等，体现了系统分析
的综合性原则
B.湿度传感器的可靠性对系统工作的稳
定性有一定影响
C.通过试验确定电磁阀应通过的水流量，
体现了系统分析的科学性原则
D.系统分析过程中建立了系统框图模型，属于建模的分析方法
A
√
系统分析的综合性原则强调系统分析时统筹兼顾多个目标，PLC和湿度传感器是系统的组成部分不是目标。
6.[2026台州模拟]小明想设计一款气吸式苹果采摘机（如图所示），实现采摘、输送、收集一体化功能。在制订设计方案时，他利用系统的思想，对结构设计进行以下分析，其中没有遵循系统分析主要原则的是 （　　）
A.反复测试不同柔性材料的缓冲变形
量，以确保试验结果客观、可靠
B.先保证采摘精度与果实无损目标，
再考虑收集箱扩容成本
C.优化跟随收集平台定位算法，无须考虑机械臂运动的协同性
D.兼顾采摘效率、设备成本与操作安全性，避免单一目标优化失衡
C
A项遵循了科学性原则，B项遵循了综合性原则，D项遵循了综合性原则。C项违背了系统分析的综合性原则。
√
7.下图所示是光伏电站智慧运维系统，能实时监控光伏发电设备的状态，实现设备设施智能巡检，智能清洁维修等操作。其中设备设施智能告警子系统通过摄像头实时监控设备设施状态，当出现异常状态时，控制中心处理异常信号，将告警信号发送应用端，系统屏幕显示告警信号。智能清洗控制子系统通过摄像头采集光伏板上的污染物情况，当污染物超过设定值时，控制中心对信号进行处理，开启电机及电控阀，喷头喷洒清洁液完成清洗操作。下列关于光伏电站智慧运维系统的分析中不恰当的是（　　）
A.由设备设施智能告警子系统、智能清洗控制子系统和检修控制子系统构
成，体现了系统分析的整体性原则
B.摄像头的拍摄速度与控制中心的运算速度需要匹配，体现了系统的相关性
C.设计时,经过计算和试验确定摄像
头的分辨率，体现了系统分析的
科学性原则
D.设计时,在保证运维效果的前提下，
还考虑了系统效率、降低成本等目
标，体现了系统分析的综合性原则
A
√
由多个子系统构成主要体现了系统的整体性，注意与系统分析的整体性原则做区分。
8.某花农拟建一间养花温室,根据设计要求,该温室的温度调节系统能根据不同的花种和生长期对环境的要求,灵活地调节室内温度以满足其生长发育的需求。下列说法中正确的是(　　)
A.组成温室的各个部件必须都是高科技产品,否则就实现不了整体功能
B.温室是一个封闭系统,不需要和外界进行
信息、物质和能量的交换
C.温室系统的设计,首先要明确其目的,否则
就无法形成一个良好、有序的系统
D.温室系统的设计要更多地考虑局部,对全
局可以考虑得少一些
C
√
考点3　系统的设计
9.下图所示是一款自发电手电筒,按压手柄,齿轮组带动发电机发电,使小灯珠发光。下列关于该系统设计的分析不正确的是(　　)
A.可将手电筒分为供电子系统和照明子系统
B.子系统内元器件的选择要相互匹配
C.供电子系统中设置储能元件,减少发电机对照明子系统的影响
D.小灯珠与发电机属于两个不同的子系统,选择小灯珠时可以不考虑发电机的参数
D
√
系统具有相关性，组成系统的各要素之间相互作用、相互联系，因此选择小灯珠时需要考虑发电机的参数。
10.下图所示是一款激光灭蚊器及其工作流程图。下列关于激光灭蚊系统的分析中不恰当的是（　　）
A.系统由摄像头、中央处理器、
激光器、功率放大器等组成，
体现了系统的整体性
B.中央处理器计算蚊子X、Y、
Z坐标，体现了系统分析的科学性原则
C.室内和室外都能使用，具有良好的环境适应性
D.需定期维护和清洁，体现了系统的动态性
B
√
系统分析的科学性原则主体是人对系统分析，中央处理器进行计算分析，是要素的功能，与科学性原则无关。
11.[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。下列关于激光除草系统的分析不恰当的是（　　）
A.摄像机的分辨率会影响该系统除草的准确性，体现了系统的环
境适应性
B.摄像机的拍摄速度与计算机的运算速度需要匹配，体现了系统
的相关性
C.设计时,经过计算和试验确定激光器的功率，
体现了系统分析的科学性原则
D.设计时,在保证除草效果的前提下，还考虑了
提高速度、降低成本等目标，体现了系统分
析的综合性原则
A
√
摄像机的分辨率会影响系统除草的准确性，部分影响整体功能的实现，体现了系统的整体性。
12.小明准备设计一个能实现自动打年糕的装置系统（如图所示），通过电机的转动能带动传动装置实现重锤上下运动。从系统的角度分析，下列说法中不正确的是(　　)
A.设计该系统时，要从整体出发，以系
统整体功能的最优为目的
B.设计时,需要兼顾系统的功能实现、
成本要求和安装要求等多个目标，符合系统分析的综合性原则
C.先分别设计装置与重锤杆、木制台面、电机的连接方式，再确定系统的总体结构，符合系统分析的整体性原则
D.反复试验确定装置敲打年糕时连接件的尺寸，符合系统分析的科学性原则
C
√
系统分析的整体性原则强调先整体后部分，C项的描述违背了系统分析的整体性原则。
13.[真题改编]下图所示是一种给布染色的卷染机系统示意图。将待染色的布装在右滚筒上，电机驱动左滚筒转动，带动布从右滚筒卷绕到左滚筒上，经过染色池完成染色。染色前将右滚筒上布的厚度输入工控机，染色时编码器实时测量电机和滚筒的转动信号，工控机根据转动信号计算出转速、卷绕圈数、布卷直径，并通过变频器来调节电机转速，使布保持稳定的线速度。右滚筒上的阻尼器使布保持一定的张力。下列关于该卷染机的分析中，不恰当的是(　　)
A.从系统的动态性考虑，要定时给
染色池添加染液
B.从系统的相关性考虑，电机功率的
选择需要考虑阻尼器的阻力大小
C.系统分析时，可以通过建立数学模型和框图模型来进行分析
D.设计系统时，需运用计算机科学、控制工程和系统论等知识，体现了系统分析的综合性原则
D
√
系统分析的综合性原则指统筹兼顾多个目标，运用多学科的知识与系统分析的综合性原则无关，注意系统分析的综合性原则与技术的综合性的区分。
14.[2024浙江学考]下图所示是某油料自动定量灌装系统示意图。其中油料定量控制子系统的工作过程如下：灌装油料时，流量变送器将检测到的油料体积信号传送至计量控制器，计量控制器根据收到的信号同步算出灌装量，当实际灌装量达到设定值时，气动球阀关闭。下列关于油料自动定量灌装系统的说法中，不合理的是（　　）
A.该系统的目的是实现油料自动定量灌装
B.该系统适用于多种油料的灌装，体现了环境适应性
C.系统分析时,建立实时油料体积与
灌装量的数学模型，遵循了科学
性原则
D.流量变送器的精度会影响定量灌
装的准确性
B
√
能适用于多种油料的灌装，这是该系统其中的一个功能，此处体现了系统的目的性，没有体现对外界环境的适应。
15.下图所示是太阳能板跟踪示意图。太阳能板跟踪控制系统主要由位置检测模块、控制模块和跟踪执行模块组成。位置检测模块通过安装在太阳能板四周的光敏传感器检测太阳光的入射角度，将信息传递给控制模块。控制模块负责处理接收到的信息，并根据PID控制算法调整输出信号，最终将信号传递给跟踪执行模块。跟踪执行模块通过电机驱动太阳能板，调整其高度角和方位角，以确保太阳能板始终正对太阳光，从而提高光能采集效率。下列关于太阳能板跟踪系统的分析中，不正确的是（　　）
A.该系统由三个模块组成，它们相互联系
又相互作用，才能实现特定的系统目标
B.太阳光照射角度始终在变化，该系统的
太阳能板仍能跟踪，体现了系统的相关性
C.设计该系统时，应先确定跟踪系统整体目标，再考虑位置检测模块、控制模块和跟踪执行模块的功能与结构
D.为了实现精准跟踪，设计系统时需要建立伺服电机转动角度与太阳光入射角度变化量的数学模型
B
√
系统的相关性是指组成系统的各要素之间或系统整体与部分之间的相互作用、相互联系，太阳的位置不属于系统的要素，不能体现系统的相关性。
16.[2026浙江精诚联盟月考]下图所示为工业轧板控制系统示意图。用户通过HMI面板设定板材厚度参数，控制器实时比对前端与后端测厚仪采集的厚度数据，动态调节压辊挤压力度，最终使板材厚度达到用户设定厚度。下列关于该工业轧板控制系统的设计与分析中不恰当的是（　　）
A.系统设计要从整体出发，以HMI面板的
人机交互效率最优为目的
B.前端测厚仪损坏，会导致板材厚度控
制出现偏差，体现了系统的整体性
C.系统设计时，需要经历多次建模以确
定压辊的挤压力度和板材厚度的参数关
系，体现了系统分析的科学性原则
D.设计系统时，既要考虑板材的轧制效率，又要考虑板材轧制精度，体现系统分析的综合性原则
A
√
系统设计要从整体出发，以系统整体功能的最优为目的，而不是以HMI面板这种要素功能的最优为目的。
17.下图所示是某小区供水控制系统示意图，该系统由自动恒压供水子系统和手动供水子系统构成。在自动控制方式下运行时，远传压力传感器实时检测管道内的压力值并送到微机给水控制器，与设定的压力值进行比较，运算偏差后微机给水控制器输出逻辑控制指令，变频器控制变量泵进行软启动或变频运行。在变频器故障、远传压力传感器故障、欠压超时及低水位时，可以通过转换开关从自动状态切换到手动状态，控制定量泵的启停，保障小区的供水。关于该供水控制系统，下列分析中合理的是（　　）
A.当变频器等设备故障检修时，可以通过转换开关从自动状态切换到手
动状态，控制定量泵的启停，保障小区的供水，体现了系统的环境适
应性
B.设计手动供水控制子系统时，不需要考虑恒压供水控制子系统
C.微机给水控制器需要根据管道压力值与设定压力值比较运算出的偏差
发出逻辑控制指令，体现了系统分析
的科学性原则
D.在保证供水控制系统压力恒定、节能
效果显著等前提下，降低传感器成本，
体现了系统分析的整体性原则
D
√
A项，当变频器等设备故障检修时，可以通过转换开关从自动状态切换到手动状态，控制定量泵的启停，保障小区的供水，体现的是该系统的功能，体现了系统的目的性；B项，系统具有相关性，组成系统的各要素之间或系统整体与部分之间相互作用、相互联系，因此设计手动供水控制子系统时，需要考虑恒压供水控制子系统；C项，系统分析的三原则的主体是人，微机给水控制器发出控制指令是系统内要素的功能，与系统分析的科学性原则无关。
18.[2025浙江选考]下图所示是一种鲐鱼鱼体姿态控制系统的示意图，其工作过程是：鱼体以随机姿态逐条送入传送带，ARM单片机根据工业相机采集的鱼体图像判断出鱼体姿态，并发送信号给Arduino单片机。当光电传感器检测到鱼体到达作业位置时，发送信号给Arduino单片机，Arduino单片机结合鱼体姿态，通过继电器模块驱动电磁阀来控制相应机构将鱼体调整成设定姿态。下列从系统角度进行的分析中，恰当的是（　　）
A.专门用于鲐鱼鱼体姿态的调整，
体现了系统的环境适应性
B.ARM单片机能判断鱼体姿态，
体现了系统的目的性
C.从系统分析的整体性原则出发，先
考虑姿态判断，再考虑姿态调整
D.从系统分析的科学性原则出发，通 过试验获得相关参数后计算确定系统处理速度
D
√
A项，专门用于鲐鱼鱼体姿态的调整，体现了系统的目的性；B项，系统内要素的功能不能体现系统整体的功能，ARM单片机能判断鱼体姿态不能体现该控制系统的目的性；C项，系统分析的整体性原则强调先分析整体再分析部分，姿态判断和姿态调整属于系统要实现的两个目标，不体现系统分析的整体性原则。
19.如图所示的出货摆齐系统，包含货物输送子系统和机械手摆齐子系统，其工作过程是：货物放置在传送带上，相机拍摄一定范围内货物的图像并传送到控制器，控制器根据货物相对于基准位置和朝向的偏差确定对应货物需要调整的位置和角度参数，控制机械手夹持住对应货物，快速作相应移动和转动；货物朝向一致且摆放整齐后经出货口传送到下一环节。下列关于该出货摆齐系统的设计与分析中不恰当的是（　　）
A.系统设计时,应首先进行总体设计，然后设计各个子系统，制作安装后再整机调试
B.控制器的运行速度可能会影响传送效率
C.选择机械手时,需要考虑货物尺寸和质量
大小
D.为了快速将货物传送到下一环节，传送
带运行速度越快越好
D
√
系统具有相关性，部分之间相互影响，传送带运行速度要与相机拍摄速度和控制器处理速度相匹配。
20.下图所示是液体定量控制系统。通过触摸屏输入需要的定量值，一键启动，泵开始抽液，电磁阀打开，液体通过流量计，流量计将测得的流量信号传送给PLC控制器。达到设定值后，控制器发出控制指令切断交流接触器和电磁阀的电源，泵停止抽液，电磁阀关闭，完成一次向反应容器定量输入液体。下列关于液体定量控制系统的分析,不正确的是（　　）
A.该系统的目的是抽取定量液体到反应容器
B.止回阀可确保泵通电后能正常抽取液体
C.泵的功率不影响反应容器液体流量达到
设定值的时间
D.电磁阀可提高液体定量控制精度
C
√
泵的功率会影响泵入管道内的液体的流量，从而影响反应容器液体流量到达设定值的时间，功率越大时间越短。

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