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第一章　电子控制系统概述
[考试标准]
考试内容
考试要求
考试属性
已考点
电子控制技术与电子控制系统
①电子控制技术的含义及其应用
②电子控制系统的含义
a
a
加试
未单独考查
电子控制系统的组成和工作过程
①电子控制系统的基本组成
②生活中常见的电子控制系统的工作过程
a
b
加试
未单独考查
开环电子控制系统和闭环电子控制系统
①反馈在电子控制系统中的作用
②开环电子控制系统和闭环电子控制系统的区别
③生活中常见的闭环电子控制系统的工作过程
a
b
b
加试
未单独考查
一、电子控制技术与电子控制系统
1.电子控制技术的含义及其应用
(1)含义：电子控制技术是一门运用电子电路实现控制功能的技术。
根据不同的需要，针对被控对象的特点，选择不同的控制方式来实现控制的目的。
(2)应用：
①生活：自动化的家用电器给人们的生活带来了更多方便。
②工业：自动化生产流水线，提高产品的质量，减少原材料的消耗，改善了劳动条件，提高了劳动生产率。
③农业：自动化农业技术。
④军事：对军事技术变革和发展起着重要的作用，对现代战争产生极大的影响。如“响尾蛇”机载空对空导弹(长“眼睛”的导弹)、战斧式巡航导弹。
2.电子控制系统的含义
(1)含义：以电子技术为核心的控制系统叫做电子控制系统(Electronic Controlsystems)。
(2)构成电子控制系统的条件
常用组成元件有电阻、电感、电容等元件，二极管、三极管、集成电路(IC)等电子器件，它们相互作用、相互依赖，形成一个整体，实现控制。
如智能化的电饭煲(煮饭、保温、定时等功能)是电子控制系统；普通电饭煲(煮饭、保温)利用双金属片进行控制，属于机械控制，不是电子控制。
再如：电子调光照明系统、无线遥控小车。
(3)电子控制系统的优点
①控制的精确度高
②能实现远距离控制
③控制的速度快
④能进行自动控制
⑤电子控制系统的体积小。
二、电子控制系统的组成和工作过程
1.电子控制系统的基本组成
(1)电子控制系统一般可分为输入、控制(处理)和输出三个基本的组成部分。
→→→
(2)输入部分：由各种传感器组成，输入信息可以有各种形式，可以是作用力，也可以是温度、湿度、磁场、光照强度等环境参数的变化。相当于人的感官，将采集的非电信号转变为电量信号。
(3)控制(处理)部分：一般由具有各种控制功能的电子电路(或微处理器)组成。相当于人的大脑，对送入的电信号进行比较、分析和处理并发出指令。
(4)输出部分：由电磁继电器、晶闸管等多种执行机构组成。输出信号可以是位移，如电磁继电器中衔铁的运动、电动机的转动等，也可以是声音、光等，如扬声器中发出的音乐声。相当于人的手和足，它的作用是执行处理部分的指令，进行某种操作，实现某种功能。
2.常见的电子控制系统的工作过程
(1)一般电子控制系统的工作过程
(2)智能化红绿灯电子控制系统
(3)全自动洗衣机进水控制系统
(4)计算机控制系统
三、开环电子控制系统和闭环电子控制系统
1.开环电子控制系统
(1)含义：电子控制系统的输出结果对系统的控制没有影响，也就是被控量的变化不会引起控制量的改变，即没有反馈。
(2)方框图
→→→
(3)特点：结构简单、造价较低，适用于被控对象的状态变化较为简单、被控量的控制精度要求不高的情形。
(4)设计和安装开环电子控制系统的步骤
①依据设计要求分析，确定被控量和被控对象。
②根据方框图，选择合适的传感器，确定控制(处理)使用的实用电路和元器件，选择合适的执行件。
③参考相关资料，在输入、控制和输出部分之间分别选择合适的接口电路，设计或改进原有电路。
④检测元器件或实用电路的质量。
⑤安装电路，防止元器件错接、焊接，要注意对未使用的引脚的处理，注意接地。
⑥调试电路，检查触发器电压的大小。
2.闭环电子控制系统
(1)含义：能对输出结果进行检测，并将检测信号反馈到控制处理部分，从而对系统的控制产生影响的电子控制系统是闭环控制系统。
(2)方框图
(3)特点：造价较高，适用于被控量的控制精度要求比较高的情形。
(4)设计和安装开环电子控制系统的步骤
①依据设计要求分析，确定被控量和被控对象。
②如果对被控量控制的精确度要求比较高，应利用有反馈的闭环电子控制系统对被控对象实施控制。
③根据方框图，选择控制(处理)部分的电子电路、输出部分的执行器、检测部分中的传感器，并参考相关资料，通过接口电路将各个部分紧密地连接成一个完整的控制系统。
④检测元器件或实用电路的质量，并按照电路图安装电路。
⑤将系统的各部分进行整体安装调试。
⑥通过制作、试验，发现设计存在的问题，对方案进行改进或优化。
【例题】　电视机遥控控制系统和空调温度控制系统分别属于(　　)
A.开环电子控制系统和闭环电子控制系统
B.闭环电子控制系统和闭环电子控制系统
C.开环电子控制系统和开环电子控制系统
D.闭环电子控制系统和开环电子控制系统
解析　开环电子控制系统是指电子控制系统的输出结果对系统的控制没有影响，也就是被控量的变化不会引起控制量的改变，即没有反馈。闭环电子控制系统是指能对输出结果进行检测，并将检测信号反馈到控制处理部分，从而对系统的控制产生影响的电子控制系统。
答案　A
[变式]　有些城市采用了智能化的红绿灯电子控制系统，其工作原理如下：在路口停车线前一段距离内埋下一些环形感应器，感应器将车辆在上面通过所产生的数据传输给交通信号控制系统，控制系统根据交叉路口的车辆的通过情况指挥红绿灯转换电子电路红绿灯的自动切换。下列关于该电子控制系统的各部分描述中，不正确的是(　　)
A.输入部分是环形感应器
B.控制(处理)部分是交通信号控制系统
C.输出部分是红绿灯转换电子电路
D.被控对象是通过路口的车辆
解析　本题考查对生活中常见的电子控制系统的工作过程的理解。该电子控制系统通过环形感应器产生的信息(输入)，经过交通信号控制系统的分析处理(控制部分)，给红绿灯电子电路发出切换指令(输出部分)，实现红绿灯(被控对象)自动切换的功能。通过路口的车辆并不是该控制系统内的一部分。故D选项符合题意。对此类考题，考生可根据电子控制系统的基本组成部分分别找出相应的部件，并按控制的先后逻辑过程进行理解和答题，比如输入部分给控制(处理)部分信息，控制(处理)部分发指令给输出部分并执行该指令。
答案　D
【易混易错】
1.开环、闭环控制系统的区别
(1)闭环电子控制系统与开环电子控制系统不同，它能对输出结果进行检测，并将检测信号反馈到控制(处理)部分，从而对系统的控制产生影响。其控制系统方框图如下：
电子控制系统的基本组成部分
(2)开环电子控制系统一般结构简单、造价较低，适用于被控对象的状态变化较为简单，被控量的控制精度要求不高的情形，如电子门铃等。而闭环电子控制系统运用反馈方法可以实现自动化控制，控制精度相对较高，目前被广泛应用于自动控制中，如冰箱温度控制。
2.反馈方法
运用反馈的概念分析和处理问题的方法，叫反馈方法。反馈方法最大优点在于：任何偏差不论其来源如何，都可以按照这一方法不断地加以消除。因此，当系统的工作受到种种不确定因素的干扰或者目标处于不断变化的情况下，这种控制方法就更加有力。反馈是达到预期目标的最好方法。
反馈可分为负反馈和正反馈。增强输入讯号效应的叫正反馈；减弱输入讯号效应的叫负反馈。正反馈常用来产生振荡；负反馈能稳定放大，减少失真。
1.下列电子控制系统中，属于闭环电子控制系统的是(　　)
A.扩音机 B.电风扇
C.家用电冰箱 D.电子门铃
解析　本题考查的知识点是开环、闭环电子控制系统的区别。开环电子控制系统与闭环电子控制系统的本质区别就是有无反馈，只有家用电冰箱有温度信息的反馈，使冰箱内温度保持恒定值。故C选项为正确答案。此类考题可以从两方面判断，一是有无检测反馈信息的检测装置，如该例题中的温度检测装置，二是判断该控制系统是否把一个物理量保持在恒定值，如该例题中冷冻室温度控制在－18 ℃左右。
答案　C
2.如图所示是一款宠物自动喂水机，宠物靠近时，阀门自动打开，离开后自动关闭。该电子控制系统的控制方式和输入部分宜采用的传感器是(　　)
A.开环电子控制、红外传感器
B.闭环电子控制、压敏传感器
C.开环电子控制、湿敏传感器
D.闭环电子控制、声敏传感器
答案　A
3.以下不属于电子控制的是(　　)
A.双金属片控制温度的电熨斗　 B.工业化的农业温室
C.智能控制洗衣机 D.自动化生产流水线
答案　A
1.智能电饭煲保温过程控制与加热过程控制分别属于(　　)
A.开环电子控制系统和闭环电子控制系统
B.都是开环电子控制系统
C.都是闭环电子控制系统
D.闭环电子控制系统和开环电子控制系统
解析　根据开环电子控制系统和闭环电子控制系统的定义可知，智能电饭煲的加热过程属于开环电子控制系统，保温过程属于闭环电子控制系统。
答案　D
2.下列不属于电子控制系统的是(　　)
A.电子调光台灯系统
B.儿童遥控小汽车
C.智能电饭煲(煮饭、保温、预约、定时等)
D.普通电熨斗
解析　控制温度的仅是一个双金属片。
答案　D
3.如图所示为一款婴幼儿耳测温度计，它有一个声光警报装置，当测得温度高于37.5度时，就会发出嘟嘟声闪烁。这个温度报警系统的控制方式属于(　　)
A.手动控制、开环电子控制
B.自动控制、闭环电子控制
C.自动控制、开环电子控制
D.手动控制、闭环电子控制
解析　首先是自动控制，测体温到报警是机器自己完成的；根据开环的定义可知，控制系统属于开环，故选C。
答案　C
4.某智能家居系统，能借助各类传感设备接纳各类传感信号，并触发控制命令或经过人的自觉遥控、手动触发对应的发射类智能设备来收回控制命令，例如：温湿度传感器搜集室内的温湿度变化数据，按照需求设定温湿度变化的触发要求。当温度或湿度达到预设的触发要求时，就联动收回控制命令，如当温度高时，空调开端制冷，当温度低时，空调开端制热。若装置了亮度传感器，则当室内光照亮度充足时，预设的灯光主动关闭，当室内光照亮度不够时，预设的灯光主动打开。若装置了安防人体感应器，当设防时，监测到有人在活动时马上触发电话报警；当非设防形态时，感应到人就主动开启预设的灯光，当监测到无人时就主动关闭灯光。关于该智能家居系统的分析，正确的是(　　)
A.温湿度控制系统中，温湿度传感器仅具有反馈检测的作用
B.亮度传感器的作用是获得光照强度信号
C.该控制系统中所有控制现象都是闭环电子控制系统
D.当设防时，监测到有人在活动时，马上触发电话报警，说明存在反馈
解析　A选项中温湿度传感器既作为输入部分，又作为反馈检测部分，C选项中该智能家居系统中不全是闭环电子控制系统，设防时报警系统就是开环电子控制系统，D选项中设防时报警系统不存在反馈。
答案　B
5.数码相机的自动调焦功能的工作过程如下：相机发射红外线，电子测距器根据物体的反射确定相机与被摄目标间的距离，控制器通过运算，驱动马达自动调整焦距和光圈，实现自动对焦。关于这种相机的自动调焦控制系统，下列说法不正确的是(　　)
A.该控制系统是闭环电子控制系统
B.输出部分是马达
C.输入量是相机与被摄目标间的距离
D.电子测距器是输入部分
解析　不存在反馈环节，属于开环控制系统。
答案　A
6.如图所示是某光控电子鸟的部分组成电路，它应该属于该电子控制系统的(　　)
A.输入部分 B.输出部分
C.控制部分 D.处理部分
解析　此电路中光敏二极管只能充当传感器，传感器在电子控制系统中能采集非电量变化转化为电量变化，这样的电路属电子控制系统的输入部分。
答案　A
7.如图所示是一个自动控制的水龙头，当人手靠近时水流出，手移开时水停止流出，出水时间超过10秒，就会自动关水。请回答(1)～(3)题。
(1)该水龙头控制系统属于(　　)
A.开环电子控制系统
B.闭环电子控制系统
C.水龙头的开启是开环控制，关闭是闭环控制
D.水龙头的开启是闭环控制，关闭是开环控制
解析　判断开环、闭环的根本依据就是系统的输出量是否对系统的控制产生影响，依据题干不难得出，是开环电子控制系统。
答案　A
(2)下列可以作为该控制系统输出部分的是(　　)
解析　该控制系统的输出为水流出或停止，这个控制系统中控制流水的器件是电磁阀门，电磁阀门为输出部分。
答案　A
(3)该电子控制系统的输入部分宜采用(　　)
A.压力传感器 B.湿度传感器
C.红外传感器 D.磁敏传感器
解析　该电子控制系统的触发条件是人手靠近，所以选用的传感器应能够感受到手的靠近。最合适是红外传感器。
答案　C
课件21张PPT。第一章　电子控制系统概述[考试标准]一、电子控制技术与电子控制系统
1.电子控制技术的含义及其应用
(1)含义：电子控制技术是一门运用电子电路实现控制功能的技术。
根据不同的需要，针对被控对象的特点，选择不同的控制方式来实现控制的目的。(2)应用：
①生活：自动化的家用电器给人们的生活带来了更多方便。
②工业：自动化生产流水线，提高产品的质量，减少原材料的消耗，改善了劳动条件，提高了劳动生产率。
③农业：自动化农业技术。
④军事：对军事技术变革和发展起着重要的作用，对现代战争产生极大的影响。如“响尾蛇”机载空对空导弹(长“眼睛”的导弹)、战斧式巡航导弹。2.电子控制系统的含义
(1)含义：以电子技术为核心的控制系统叫做电子控制系统(Electronic Controlsystems)。
(2)构成电子控制系统的条件
常用组成元件有电阻、电感、电容等元件，二极管、三极管、集成电路(IC)等电子器件，它们相互作用、相互依赖，形成一个整体，实现控制。
如智能化的电饭煲(煮饭、保温、定时等功能)是电子控制系统；普通电饭煲(煮饭、保温)利用双金属片进行控制，属于机械控制，不是电子控制。
再如：电子调光照明系统、无线遥控小车。(3)电子控制系统的优点
①控制的精确度高
②能实现远距离控制
③控制的速度快
④能进行自动控制
⑤电子控制系统的体积小。二、电子控制系统的组成和工作过程
1.电子控制系统的基本组成
(1)电子控制系统一般可分为输入、控制(处理)和输出三个基本的组成部分。(2)输入部分：由各种传感器组成，输入信息可以有各种形式，可以是作用力，也可以是温度、湿度、磁场、光照强度等环境参数的变化。相当于人的感官，将采集的非电信号转变为电量信号。(3)控制(处理)部分：一般由具有各种控制功能的电子电路(或微处理器)组成。相当于人的大脑，对送入的电信号进行比较、分析和处理并发出指令。
(4)输出部分：由电磁继电器、晶闸管等多种执行机构组成。输出信号可以是位移，如电磁继电器中衔铁的运动、电动机的转动等，也可以是声音、光等，如扬声器中发出的音乐声。相当于人的手和足，它的作用是执行处理部分的指令，进行某种操作，实现某种功能。2.常见的电子控制系统的工作过程
(1)一般电子控制系统的工作过程(2)智能化红绿灯电子控制系统(3)全自动洗衣机进水控制系统
(4)计算机控制系统
三、开环电子控制系统和闭环电子控制系统
1.开环电子控制系统
(1)含义：电子控制系统的输出结果对系统的控制没有影响，也就是被控量的变化不会引起控制量的改变，即没有反馈。
(2)方框图(3)特点：结构简单、造价较低，适用于被控对象的状态变化较为简单、被控量的控制精度要求不高的情形。
(4)设计和安装开环电子控制系统的步骤
①依据设计要求分析，确定被控量和被控对象。
②根据方框图，选择合适的传感器，确定控制(处理)使用的实用电路和元器件，选择合适的执行件。
③参考相关资料，在输入、控制和输出部分之间分别选择合适的接口电路，设计或改进原有电路。
④检测元器件或实用电路的质量。
⑤安装电路，防止元器件错接、焊接，要注意对未使用的引脚的处理，注意接地。
⑥调试电路，检查触发器电压的大小。2.闭环电子控制系统
(1)含义：能对输出结果进行检测，并将检测信号反馈到控制处理部分，从而对系统的控制产生影响的电子控制系统是闭环控制系统。
(2)方框图(3)特点：造价较高，适用于被控量的控制精度要求比较高的情形。
(4)设计和安装开环电子控制系统的步骤
①依据设计要求分析，确定被控量和被控对象。
②如果对被控量控制的精确度要求比较高，应利用有反馈的闭环电子控制系统对被控对象实施控制。
③根据方框图，选择控制(处理)部分的电子电路、输出部分的执行器、检测部分中的传感器，并参考相关资料，通过接口电路将各个部分紧密地连接成一个完整的控制系统。
④检测元器件或实用电路的质量，并按照电路图安装电路。
⑤将系统的各部分进行整体安装调试。
⑥通过制作、试验，发现设计存在的问题，对方案进行改进或优化。【例题】　电视机遥控控制系统和空调温度控制系统分别属于(　　)
A.开环电子控制系统和闭环电子控制系统
B.闭环电子控制系统和闭环电子控制系统
C.开环电子控制系统和开环电子控制系统
D.闭环电子控制系统和开环电子控制系统
解析　开环电子控制系统是指电子控制系统的输出结果对系统的控制没有影响，也就是被控量的变化不会引起控制量的改变，即没有反馈。闭环电子控制系统是指能对输出结果进行检测，并将检测信号反馈到控制处理部分，从而对系统的控制产生影响的电子控制系统。
答案　A[变式]　有些城市采用了智能化的红绿灯电子控制系统，其工作原理如下：在路口停车线前一段距离内埋下一些环形感应器，感应器将车辆在上面通过所产生的数据传输给交通信号控制系统，控制系统根据交叉路口的车辆的通过情况指挥红绿灯转换电子电路红绿灯的自动切换。下列关于该电子控制系统的各部分描述中，不正确的是(　　)
A.输入部分是环形感应器
B.控制(处理)部分是交通信号控制系统
C.输出部分是红绿灯转换电子电路
D.被控对象是通过路口的车辆解析　本题考查对生活中常见的电子控制系统的工作过程的理解。该电子控制系统通过环形感应器产生的信息(输入)，经过交通信号控制系统的分析处理(控制部分)，给红绿灯电子电路发出切换指令(输出部分)，实现红绿灯(被控对象)自动切换的功能。通过路口的车辆并不是该控制系统内的一部分。故D选项符合题意。对此类考题，考生可根据电子控制系统的基本组成部分分别找出相应的部件，并按控制的先后逻辑过程进行理解和答题，比如输入部分给控制(处理)部分信息，控制(处理)部分发指令给输出部分并执行该指令。
答案　D
【易混易错】
1.开环、闭环控制系统的区别
(1)闭环电子控制系统与开环电子控制系统不同，它能对输出结果进行检测，并将检测信号反馈到控制(处理)部分，从而对系统的控制产生影响。其控制系统方框图如下：电子控制系统的基本组成部分
(2)开环电子控制系统一般结构简单、造价较低，适用于被控对象的状态变化较为简单，被控量的控制精度要求不高的情形，如电子门铃等。而闭环电子控制系统运用反馈方法可以实现自动化控制，控制精度相对较高，目前被广泛应用于自动控制中，如冰箱温度控制。
2.反馈方法
运用反馈的概念分析和处理问题的方法，叫反馈方法。反馈方法最大优点在于：任何偏差不论其来源如何，都可以按照这一方法不断地加以消除。因此，当系统的工作受到种种不确定因素的干扰或者目标处于不断变化的情况下，这种控制方法就更加有力。反馈是达到预期目标的最好方法。
反馈可分为负反馈和正反馈。增强输入讯号效应的叫正反馈；减弱输入讯号效应的叫负反馈。正反馈常用来产生振荡；负反馈能稳定放大，减少失真。

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