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第4单元 控制与设计(1)
1、控制的含义【I】
（1）控制的含义：人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展，这就是控制。
A、控制的对象是什么？（对象）
B、控制要达到什么目的？（目的）
C、采取什么控制手段？（手段）
（2）以遥控器控制投影仪为例：
A、控制对象是：
B、控制目的是：
C、控制的手段：
2、控制的应用【I】
控制在生活和生产中领域中的应用：红绿灯、校园铃声、空调温度控制、自动门、红外线自动水龙头、银行的自动取款机、生产流水线等；
3、控制的手段【I】
（1）控制手段的类别：
A、从控制过程中人工干预的情形：有人工控制（手动控制）和自动控制
B、从执行部件的不同：有机械控制、气动控制、液压控制、电子控制
（2）对以下实例所属的控制类型打上标志：
红绿灯时间控制 空调温度控制 厕所水箱水位控制 自行车速度控制 自动门的开关控制
人工控制
自动控制
气动控制
机械控制
液压控制
电子控制
4、开环控制系统的基本组成和工作过程【Ⅱ】
（1）概念：控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制系统称为开环控制系统。
（2）开环控制的框图
（3）开环控制系统中相关概念：
A、 是系统的给定量；
B、 即控制系统所要控制的量；
C、 即控制系统中所要求控制的装置或生产过程；
D、 即直接对被控对被控对象进行控制的装置或元件；
E、 即执行器的输出信号；
F、 即对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件；
（4）典型的开环控制系统：走道路灯的声光控制系统、红绿灯的定时控制、学校铃声定时控制、火灾自动报警系统、公园的音乐喷泉自动控制系统等。
（5）分析以下典型的开环控制系统并填空：
A、音乐喷泉：音乐信号被转化成电信号，电信号驱动水泵通过喷头喷水；
B、红外自动水龙头：红外线感应器感应到人体的热辐射信号，驱动水龙头出水；
C、校园铃声：定时器发控制信号给播放器，播放器播放的铃声信号通过音响播放；
D、火灾报警系统：当烟火控制器感应到烟火信号后将火灾指令发放至报警器，报警器则通过音响发出报警声；
控制系统 是否属于开环控制系统 输入量 被控对象 执行器 控制量 输出量
音乐喷泉 音乐 水泵
红外自动水龙头控制 水龙头 电阀门
校园铃声 播放器
火灾自动报警系统 音量
1、射击比赛的射手通过瞄准目标，使子弹射中靶心，分析这个过程，其控制的对象是（ ）
　A、人 B、枪 C、子弹 D、靶 2、按时间顺序进行控制的“交通路口红绿灯控制系统”系统中被控对象是( )。 A．控制电路 　B．红绿灯 C．开关装置 D．路面车辆3、“皮影戏”是我国的传统的民间艺术，演员只要在屏幕和灯光之间抖动如栓在“小兔”身上的细线，屏幕上就能出现生动活泼的小兔形象，这是一种控制现象，其控制对象是（ ）A．细线 B．“小兔” C．屏幕 D．灯光4、．在2008年北京奥运会比赛场馆中会有各种电子指示牌，这些电子指示牌的正常运行对比赛的顺利有序进行起到积极的作用，请问下列哪项因素不会干扰指示牌的正常工作（　　）。 A、屏幕大小 B、高温 C、暴雨 D、停电5、电子音乐门铃系统的被控对象是（ ）A、按钮开关 B、扬声器 C、音乐声 D、音乐集成电路6、自行车刹车装置的作用是制动，当需减速或制动时，给握把施加一定的力，通过杠杆系统，将刹车片压紧车圈（或轮轴），使车轮减速或制动。在这个控制系统中执行器是（ ）A、握把 B、杠杆系统 C、刹车片 D、车轮7、下列控制系统中，属于开环控制系统的是（ ）。 A、智能电冰箱的温度控制 B、计算机的CPU上的风扇的转速控制C、现代化农业温室的温度控制 D、红绿灯定时控制系统8、下列不属于开环控制系统的是（ ）A自动门 B 自动声控灯 C自动烘手机 D电饭锅温控系统
.9．控制系统中属于自动控制系统的是：（ ）A．按钮开关控制 B．普通自来水龙头 C．花房恒温控制 D．汽车驾驶10．在我们的日常生活中，有很多人工控制和自动控制现象，下列选项中全过程都是人工控制的是：（ ）①摇动辘轳提取井水②电梯的上下运行控制③农用灌溉抽水机抽水的控制④用气筒给自行车轮胎充气⑤驾驶汽车⑥普通自来水龙头A．①②④ B．②③⑤ C．①④⑤⑥ D．③④⑤11．普通家用自行车的刹车控制是属于：（ ）A．机械控制 B．气动控制 C．液压控制 D．电子控制12．汽车安全气囊控制系统的工用过程是：传感器检测到汽车碰撞信号，经诊断模块判定和处理后，触发气体发生器给气囊充气。该控制系统的被控对象是：（ ）A．被气囊保护的人 B．气囊 C．诊断模块 D．气体发生器13．我们学校的电铃自动控制系统是属于哪种控制系统？被控对象是什么？（ ）A．开环、电铃 B．闭环、电铃C．开环、铃声 D．闭环、铃声14．小明发现学校路灯有时由于没有及时关闭而浪费用电，为此他设计了一个控制方案，能够在天亮时关闭，天暗后打开。该控制系统应该属于：（ ）A．自动控制的闭环控制系统 B．自动控制的开环控制系统C．手动控制的闭环控制系统 D．手动控制的开环控制系统15．我们把银行、宾馆的自动门说成是开环控制，其原因是：（ ）A．它的主要设置是检测到人员以后会打开，才叫做“开”环控制；B．打开动作后的控制过程不再需要检测装置来参与控制过程；C．功能单一的控制系统叫开环控制； D．价格便宜的控制系统叫开环控制。16．如图为家用抽水马桶的水箱水位控制示意图，为了降低家用抽水马桶水箱水位的高度，可采取的措施是：（ ）A．增大进水流量 B．减少进水流量C．调节降低浮球的位置 D．调节升高浮球的位置17．太阳能热水器是利用太阳的能量将水加热的装置，由集热管、水箱、支架及相关附件组成。太阳能热水器水箱一般都带有水位自动控制系统，当水箱水位低于设定的水位，能够自动加水。请回答：对于太阳能热水器，下列说法错误的是：（ ）A．体现了人们利用技术造福人类B．其设计符合可持续发展原则C．水箱水位自动控制系统的控制对象是水箱（水箱里的水）D．水箱水位自动控制系统的执行器是集热管18．（接上题）太阳能热水器水箱水位自动控制系统中，输入量是：（ ）A．设定的水位 B．太阳光的强弱 C．加水的时间 D．实际的水位19．（接上题）如果发现太阳能热水器一直处于是加水状态，你认为不可能的原因是：（ ）A．水箱漏水 B．出水管漏水 C．集热管底部有异物沉积 D．控制器坏了20．自行车刹车控制过程如下：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。刹车握紧力与车轮转速一一对应。这是一个开环控制系统，在这个控制系统中控制器是：（ ）A．人脑 B．握把 C．刹车片 D．车轮
21．如图所示是一个自动控制水龙头，当人手靠近时水流出，手拿开时水停止流出，出水时间超过1分钟就会自动关水。该水龙头控制系统属于：（ ）A．开环控制 B．闭环控制 C．人工与自动相结合 D．水龙头的开启是开环控制，关闭是闭环控制22．（接上题）下列可以作为该控制系统执行器的是：（ ）23．家里的衣服晾在阳台外面常常会被雨淋湿，周杰同学发现这一问题后尝试设计一种新型晾衣架。这种晾衣架在下雨时能自动将衣服收至雨蓬下，保证衣服不被雨淋湿。该控制系统要达到的目标是：（ ）A．下雨时雨蓬会自动收起 B．能自动收衣服C．能预测天是否会下雨 D．下雨时晾衣架能自动将衣服收至雨蓬下24．（接上题）该系统的控制对象是：（ ）A．雨蓬 B.晾衣架 C.衣服 D.天气25．（接上题）该控制系统中，给控制电路输入信号的元件应是：( )A．湿度传感器 B．光敏传感器 C．温度传感器 D.红外线传感器26、随着音乐起伏而变化的音乐喷泉是控制技术的一种具体应用。其工作过程是由 “声－电转换装置”将起伏的音乐强度转换为随之而变化的电信号，这种电信号驱动电动机带动水泵转动。音乐声信号强，水泵的转速就快，喷头的压力就大，喷出的水柱就高。反之，喷出的水柱就低。音乐信号的强弱与喷泉水柱的高低一一对应。请回答以下问题：（1）音乐喷泉控制系统是开环控制还是闭环控制？（2）该控制系统的输入信号和输出信号分别是什么？画出方框图。 （3）从控制系统组成的角度，分析“声－电转换装置”在此控制系统中起什么作用？（2分）
参考答案：
参考答案：
1（2）投影仪 投影仪的开关 按键
3、
红绿灯时间控制 空调温度控制 厕所水箱水位控制 自行车速度控制 自动门的开关控制
人工控制 √
自动控制 √ √ √ √
气动控制
机械控制 √
液压控制 √
电子控制 √ √ √
4、（2）控制器 被控对象 输出量
（3）输入量 控制量 被控对象 执行器 控制量 控制器
（5）
控制系统 是否属于开环控制系统 输入量 被控对象 执行器 控制量 输出量
音乐喷泉 是 音乐 喷头 水泵 喷水量 喷水
红外自动水龙头控制 是 人体热辐射信号 水龙头 电阀门 水流量 出水
校园铃声 是 设定时间 音响 播放器 音量 铃声
火灾自动报警系统 是 烟火信息 音响 报警器 音量 报警声
1-10:CBBAB CDDCC
11-20:ABABB CDACA
21-25:AADBA
26(1)开环控制系统
（2）
(3)控制器的角色，处理输入信号并控制执行器的工作。
____________
输入量
执行器
A.电磁阀门 B.控制电路 C.红外线传感器 D.电源
声电转换装置
电动机
水泵
音乐高低
水柱高低

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