第四章 控制及其设计-2022年高中通用技术学业水平考试综合复习（粤科版2019）必修 技术与设计2.docxVIP

第 PAGE \* Arabic 5 页 共 NUMPAGES \* Arabic 13 页 通用技术 必修2 技术与设计2 第四章 控制及其设计 一、章节体系 二、知识点 4.1 了解控制 （一）控制 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。如骑自行车、调节空调的湿度、机器人、汽车自动生产线等。 （二）手动控制 必须在人的直接干预下才能完成控制任务，称为手动控制。如开关电器，开关水龙头，开车，画画等。 （三）自动控制 如果控制过程不需要人的干预，就能达到期望的控制效果，则称为自动控制。如扫地机器人，全自动洗衣机等。 （四）智能控制 智能控制是指具有智能信息处理、智能信息反馈和智能决策的控制方式。它能在无人干预的情况下，自主地驱动智能机器实现控制目标。 （五）开环控制和闭环控制 开环控制：不能将控制的结果反馈回来影响控制作用的控制过程。 闭环控制：能将控制结果反馈回来与期望值进行比较，并根据它们的误差调整控制作用的控制过程。 开环控制：控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响的控制。 如：水位定时控制系统、十字路口的红绿灯系统、楼宇的防盗报警控制系统、火灾自动报警系统、公园的音乐喷泉控制系统等。（苏教版） 闭环控制：把系统的输出量返回到输入端，并对控制过程产生影响的控制系统。 如：土壤湿度控制浇灌系统、电冰箱的湿度控制、空调湿度控制等。（苏教版） 4.2　控制系统的组成和描述 （一）控制系统的组成 基准量/给定量 控制器 执行器 被控对象 被控量 开环控制系统及其组成部分名称 基准量/给定量 控制器 执行器 被控对象 被控量 反馈环节 闭环控制系统及其组成部分名称 （二）控制系统的框图表示 4.3　简单控制系统的设计 （一）控制系统设计过程 第一步，确定控制目的。 第二步，确定系统的被控量。 第三步，明确系统各项指标。 第四步，确定控制系统的结构。 第五步，建立系统各环节的模型。 第六步，确定待调参数。 第七步，测试系统的性能。 （二）设计实例 LED数码显示器的设计 1．明确设计目的：一位数码显示0-9的数字。 2．确定被控量及设计指标：LED数码管各段的亮或灭。 3．确定系统结构：确定控制手段（手动/自动），控制方式（开环/闭环）。 4．选择实现方法：（1）手动控制，显示“3”。 5．部件模型及主要参数的确定：利用欧姆定律，功率公式计算相关参数。 6．验证、完成你的设计：组装相关零件，测试效果。 7．评估你的设计：是否达到预期目的，收集意见，改进。 8．优化设计：由于只能显示“3”，实际应用价值有限，可采用自动控制，编程实现0-9的显示。 4.4控制中的干扰 （一）干扰对控制功能的影响 干扰：在控制系统中，常有一些变化不定的因素对系统的行为造成不良的影响，这种有害因素，称为干扰。 干扰会使被控对象产生错误动作。 干扰的理解：除输入量以外，引起被控量变化的有害因素才被定义为干扰。 一般来说，闭环控制系统能不断地修正控制效果，以减少被控量和给定量之间的误差。所以闭环控制系统有更好的抗干扰能力。 （二）克服干扰的基本方法 消除法、减弱法、提高系统性能法。 三、学业测试 一、单选题 1．下列属于闭环控制系统的是 A．红绿灯定时控制 B．楼道声控灯的控制 C．电冰箱的温度控制 D．金属探测仪的检测报警控制 【答案】：C 【解析】：电冰箱工作时有一定设定湿度，湿度传感器检测实际湿度，反馈到输入端与设定湿度比较，使实际湿度趋于设定湿度，实现闭环控制。ABC项输出量均未反馈回来对控制产生影响。 如图所示的是某款自动感应垃圾桶。当垃圾桶上方的红外线传感器在感应区范围内检测到物体接近时，就会把检测到的信号传给控制模块，控制模块发出信号使电机转动，开启桶盖。当物体离开感应区范围一段时间后桶盖自动关闭。请根据以上描述完成2～4题 2．该自动感应垃圾桶的开闭桶盖控制系统属于 A．手动控制，闭环控制 B．自动控制，闭环控制 C．自动控制，开环控制 D．手动控制，开环控制 【答案】：C 【解析】：垃圾桶自动感应打开，控制手段属自动控制；其输出量为桶盖的开或关，未反馈到输出端对控制产生影响。 3．下列对该控制系统的分析中不正确的是 A．执行器是电机 B．输入量是红外线传感器 C．被控对象是垃圾桶盖 D．控制器是控制模块 【答案】：B 【解析】：输入量是红外线传感器检测到手伸过来的信号。 4．下列不属于自动感应垃圾桶干扰因素的是 A．电池电量不足 B．垃圾桶附近的强电磁场 C．说话的声音 D．内桶漏水导致的控制电路故障 【答案】：C 【解析】：红外传感器不能将声音