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008通用技术必修2第八讲控制与设计总复习第八讲是关于控制与设计的总复习。
本节课将回顾我们在前几节课中学习的内容，并进一步探讨控制与设计的重要性。
我们将从控制的定义、控制系统的基本概念、控制系统的分类、以及控制系统的设计等方面进行总结和回顾。
首先，我们回顾一下控制的定义。
控制是指通过采取一系列措施使系统或过程保持在所期望的状态，并在遇到干扰或变动时进行调整和修正，以实现预定的目标。
控制的基本原则是通过对系统的输入和输出之间的关系进行监控和调节，使系统能够按照预定的方式运行。
接下来，我们回顾一下控制系统的基本概念。
控制系统由输入、输出、控制器和被控对象组成。
输入是控制系统的指令或命令，用于控制系统执行特定的功能。
输出是控制系统根据输入进行处理后得到的结果。
控制器是控制系统的核心部分，负责对输入和输出进行处理，根据预定的规则和算法进行控制计算。
被控对象是控制系统所要控制或监控的物理过程或设备。
控制系统根据其输入和输出之间的关系可以分为开环系统和闭环系统。
开环系统是指输入和输出之间没有反馈和调节，仅通过事先设定的控制规则来控制系统的运行。
闭环系统则引入了反馈机制，在系统的输出作为系统参数的一部分被反馈到控制器中，用于修正和调节系统的运行。
闭环系统相对于开环系统具有更强的稳定性和鲁棒性。
最后，我们总结一下控制系统的设计。
在控制系统设计中，我们需要了解被控对象的工作原理和特性，并根据所需的控制要求确定输入、输出和控制规则。
然后，我们选择适当的控制器和传感器来实现控制系统的功能。
在具体的设计过程中，我们通常会采用模型预测控制、PID控制等常用的控制算法和方法，根据实际情况进行调整和优化。
总之，控制与设计是通用技术必修2课程中的重要内容。
通过对控制的定义、控制系统的基本概念、控制系统的分类和控制系统的设计进行总复习，我们可以更加全面地理解和应用控制与设计的知识。
在实际应用中，控制与设计可以帮助我们解决各种复杂的控制问题，提高系统的稳定性和性能，推动科技进步和社会发展。
高中通用技术《控制与设计》练习题(附答案解析)学校:___________姓名：___________班级：_____________一、选择题1．如图所示是某同学设计的自动干手器原理示意图，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。
若将电吹风看作被控对象，则执行器是（）A．传感器B．控制器C．继电器D．插头2．小通设计了如图所示的一款小音箱，带有音乐播放控制系统。
如果把手伸进它的口中，就会播放几首歌曲，然后自行停止。
该控制系统的控制手段和方式属于（）A．自动、开环控制B．人工、开环控制C．自动、闭环控制D．人工、闭环控制3．下列控制系统中，属于开环控制系统的是（）A．电冰箱的温度控制系统B．笔记本电脑CPU风扇的转速控制系统C．家用空调恒温控制系统D．红绿灯定时控制系统4．下列属于手动控制的是（）A．电磁炉火力调节B．路口红绿灯控制C．电冰箱温度控制D．电饭煲保温控制5．指纹锁是具有身份识别系统的智能锁具，具有方便、快速、精确、防盗等特点。
如图所示为一种比较简单的指纹锁的控制系统示意图。
请根据示意图和描述完成下列小题。
该控制系统的执行器、输出量分别是（）A．伺服电机、门锁开闭状态B．门闩、门锁开闭状态C．指纹识别器、指纹数据D．伺服电机、指纹数据6．如图所示是一款盲人导航手表，手表内的声呐和传感器测量障碍物与人的距离，并将信号发送给微处理器，随着盲人与障碍物距离的缩短，手表上的震动马达震动加快，使手表的震动频率加快．关于该控制系统，下列说法中不正确的是（）A．控制器是微处理器B．控制量是障碍物与人的距离C．被控对象是手表D．执行器是震动马达7．如图所示的智能自动鱼竿支架，它采用独特的翘翘板式的架竿结构，当放下鱼竿时，利用杠杆的原理，鱼竿的压力带动机械传动结构，使咬合器自动锁紧鱼竿；上鱼后，只要轻抬钓竿，咬合器便会松开，使用极其方便。
该鱼竿的自动咬合控制的说法不正确的是（）A．该控制的输入量是鱼竿的压力B．该控制的控制器是机械传动结构C．该控制是闭环控制D．该控制不存在反馈环节8．如图所示的可支持5G网络的无线监控设备，当有窃贼进入监控范围时，系统全程录像，第—时间向关联手机发送视频警报信息．此控制是（）A．手动、开环控制B．手动、闭环控制C．自动、开环控制D．自动、闭环控制9．如图所示是自动变速扶梯系统控制过程示意图。
专题八控制与设计1、公开汽车车门的开关由司机操作，司机操作开关装置，电流控制“电磁阀”的启闭，电磁阀决定压缩空气的流向，最后由压缩空气推动活塞开门或关门。
公共汽车车门的开关控制属于（D）A、机械控制B、电子控制C、液压控制D、气压控制2、平移型感应自动门控制系统的工作过程是：传感器检测到人，触发开门系统的开关，把门打开。
该控制系统的执行器是：A、门B、传感器C、主控器D、电机3、下列属于开环控制系统的是A、学校里的定时铃声控制系统B、抽水马桶的水箱水位控制系统C、电冰箱温度控制系统D、能根据交通路口车流量的大小自动改变、调整红绿灯时间的红绿灯控制系统4、关于控制，下列说法不正确的是( )A、能将控制的结果反馈回来与期望值进行比较，并根据它们的误差及时间调整控制作用的系统，称为闭环系统B、手动控制系统与自动控制系统最大的区别在于控制的过程中需不需要人的直接干预C、在控制过程中，所有能引起被控量量值变化的各种因素都可以称只为干扰D、闭环控制系统的核心是通过反馈来减少被控量的偏差5、以下属于交通路口红绿灯按时间自动控制系统的干扰因素的是( )A、穿过斑马线的人群B、正常按红绿灯指挥的车辆C、闯红灯行驶的违规车辆D、使红绿灯产生频闪的电磁波6、声控灯控制系统中，传感器接收声音信号，经控制电路处理后驱动开关接通或关闭灯泡。
该系统的控制对象是灯泡，控制量是A、灯泡的发光B、声音的大小C、电源电压的高和低D、开关的通与断7、张伟同学设计了国旗自动升旗的简易控制装置，其基本的原理是：通过定时器控制电动机，用电动机带动国旗上升。
对该控制系统，以下的说法中，不合理的是( )A、定时器设定的时间就是国歌播放的时间B、国旗的上行速度=旗杆长度/国歌播放时间C、该控制系统属于开环控制系统D、该控制系统的被控对象就是国旗上升的速度阅读以下材料，回答第8-11题许多商店和旅馆都采用的自动门的工作过程为：当人走近自动门时，门上方的检测装置检测到人体信号，控制电路接收到该信号后，便发出相应的指令，启动电机转动，带动门自动打开；当人里开门口一段时间后，控制电路将作出判断，通知电机反向转动，门又自动关闭。
高中学业水平考试复习学与练指导丛书——通用技术目录专题一走进技术世界专题二技术世界中的设计专题三发现与明确问题专题四制定设计方案专题五设计表达与交流专题六模型或者原型制作专题七设计的评价、优化专题八产品使用说明专题九结构与设计专题十流程与设计专题十一系统与设计专题十二控制与设计专题一走进技术世界【考点直击】1.技术是人类为满足自身的需求和愿望对大自然进行的改造。
2.技术对人类、自然、社会的价值，技术在保护人、解放人、发展人的同时，促进了社会经济的发展、综合国力的增强，推动了社会的发展和文明进步。
3.技术的发展需要发明和革新，技术发展的灵魂是创新，技术发明是推动人类社会进步的动力。
4.技术对个人生活、经济、社会环境、伦理道德等方面的影响，技术可以给人们带来福音，也可能给人们带来危害，坚持技术造福人类的信念。
5.技术的综合性，技术活动往往需要综合运用多种知识，科学促进技术发展，技术推动科学进步。
6.技术的两面性，知识产权在技术领域的重要性，专利的作用，有关规定，申请方法。
【典例剖析】例1下列关于技术与自然的关系的说法，错误的．．．是（）。
A. 依靠技术，人类得以利用自然和改造自然B. 技术使填海造田、南水北调、西气东输成为可能C. 利用先进的技术可无限度的开发和利用自然D. 技术的发展应以可持续发展为目标【解析】本题考查的技术是人类为满足自身的需求和愿望对大自然进行的改造，但是人类在利用技术开发改造自然时应该把握合理的尺度，注意人与自然的和谐发展，培养正确的技术价值观，A 、B、D答案都表达了技术与自然和谐发展的关系。
【答案】C例2适时喷洒农药使农作物免受病虫灾害，而且保证了农作物的产量，但是它的不当使用对环境造成了污染，下列理解正确的是A. 此项技术危害人类生存环境，应当杜绝使用农药。
B. 此项技术只要能保证农作物产量，很实用，可以无限制使用。
C.是农药都有毒，危害人类，不应当再研发农药技术。
D. 技术具有两面性，既可以给人们带来福音，也可能给人们带来危害，使用技术应该避免急功近利、目的不良，使用不当的等情况发生。
山东省潍坊滨海中学 2012专题八 控制与设计 知识框架复习要点1．理解控制对象、控制目的和控制手段。
了解控制在生产过程中对压力、温度、水位、光照、流量的控制；了解生活中电冰箱、洗衣机、空调机等现代化生活用品的控制技术，会分析典型的案例。
2．了解手动控制和自动控制的区别，了解机械控制、气动控制、液压控制、电子控制的区别．熟悉简单的开环控制系统和闭环控制系统的基本组成和简单的工作过程。
3．能画出一个简单的闭环控制系统的方框图，能确定系统的各个环节(被控对象、执行器、控制器、反馈环节)；能确定被控量(输出量)、控制量、输入量、反馈量、偏差量；能用箭头表示信息在系统中流动和传递的方向。
理解其中的控制器、执行器、比较环节和反馈环节的作用。
4．能结合案例找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素．并能分析尽可能避开或抑制干扰因素对控制系统影响的办法。
能用功能模拟方法、黑箱方法对简单控制系统的组成方框及其作用进行分析。
5．了解简单的被控对象的基本特性，能确定被控量、控制量、画出控制系统的方框图，并形成初步的控制设计的方案。
6．能根据开环控制系统的设计方案，制作一个控制装置，学会调试运行，提出改进方案。
重点提示1．控制的实现需要通过一定的手段．从控制过程中人工干预的情形区分，控制可分为人工控制和自动控制。
按照控制中执行部件的不同，控制可分为机械控制、气动控制、液压控制、电子控制等。
控制方式也可能是综合的。
2．控制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成为闭环控制系统。
与开环控制系统框图不同，闭环控制系统中信息流经一个闭合环路，将输出信号反传给比较环节，我们把这种做法称做反馈。
没有反馈也就没有闭环，没有反馈的控制系统即为开环控制系统。
3．在控制系统中，除输入量(给定值)以外，引起被控量(输出量)变化的各种因素称为干扰因素。
一个控制系统的干扰因素往往不止一个，所有控制系统在工作运行过程中都会受到干扰。
因此设计一个控制系统，必须学会分析这个控制系统可能有哪些干扰因素，以及这些干扰因素是如何影响系统正常运行的。
从而尽可能避开或抑制干扰因素对控制系统的影响。
如果一个控制系统能够很好地避开或抑制干扰，我们就认为这个控制系统有较好的抗干扰性。
4．对于控制系统的设计方案的形成．还必须分析并明确以下一些具体的问题。
(1)分析被控对象的基本特性。
了解被控对象在正常的工作状态下，其输出量与输入量之间的关系，分析控制系统有哪些干扰因素，输出与干扰因素有何关系。
(2)分析被控量与控制量。
如以分析声控灯系统为例，声音是输入信号，被控对象是灯泡，被控量是灯的亮灭，控制量是电流。
控制与设计 控制的含义 控制的含义 控制的应用 控制的手段 简单控制系统的分析 开环控制系统的基本组成和工作过程 闭环控制系统的基本组成和工作过程 控制系统的方框图 控制系统的干扰因素 简单控制系统的设计 功能模拟方法和思维方法 控制系统的设计方案(3)确定控制系统的构成方案。
在以上分析的基础上，根据被控对象的基本特性；根据控制精度、抗干扰性、经济性等方面，确定控制系统是开环控制系统还是闭环控制系统。
(4)绘制控制系统的框图。
按确定的设计方案绘制控制系统的框图，框图内容的表达要求完整。
例题解析【例1】普通家用调光台灯的灯光亮度控制属于( )A．自动控制B．电子控制Ｃ．机械控制D．气动控制答案：B （分析）本题考查“控制的手段与方法”。
所谓自动控制和手动控制是以控制过程中人工干预的不同情形来区分的。
家用调光台灯的灯光亮度的调整一般是用转动开关旋钮来实现的，故属于手动控制。
若按照控制系统执行部件的不同来区分，控制又可分为机械控制、气动控制、电子控制等，家用调光台灯灯光亮度的调整是通过改变电子元件来实现的，故属于电子控制。
【例2】下列关于控制系统工作过程的说法，正确的是( )A．信息只能从输入端传至输出端B．信息只能从输出端传至输入端C．开环控制系统的信息只能从输入端传至输出端D．闭环控制系统的信息只能从输出端传至输入端答案：C （分析）本题考查控制系统的工作过程与方式。
控制系统在l_作过程中，若从信息的传输过程分析归类．可以把控制系统分成开环控制系统和闭环控制系统两类。
开环控制系统的结构和原理比较简单，信息只从输入端传至输出端，仅有一条路径。
它的缺点是控制的精确度不高。
闭环控制系统的结构和原理比较复杂，信息流经的路径有两条，一条是输入端传至输出端，另一条是将输出端信息反传到输入端的比较环节。
它的优点是有较高的控制精度和较强的抗干扰性能。
【例3】自动门的工作过程为：当门口没有人时，门是关闭的；当有人来到门口时．门自动打开；当人离开门口一段时间后，门又自动关闭。
请根据上述的功能要求完成以下设计内容：(1)确定自动门的技术要求。
(2)如何实现自动门的打开和闭合。
(提示：可以参照教科书97页的齿轮齿条结构)[提示](1)自动门的技术要求可设计为当人距离门1m(也可其他值)时，门自动打开；在无人走动的情况下门打开延迟l0s(也可其他值)后，门自动关闭；门开启的宽度应为两门的宽度之和。
(2)自动门打开和闭合可选择电动机(转动变移动结构)来实现，工作原理为电动机正转门打开；电动机反转门闭合。
装置结构可采用齿轮齿条结构。
门开启和闭合的行程还必须有行程开关控制。
（分析）本题考查控制系统方案的设计。
、设计一个控制系统需要确定其技术要求，自动门的技术要求一般是指当人离门为多少距离时门自动打开：门打开延迟多少时间后自动关闭；门开启的宽度为多大。
根据门的结构和重量确定采用执行装置的类型。
【例4】声控灯适用于多种场合，如在公共楼道里安装声控灯既方便，又安全。
它与普通的电灯控制电路相比，去掉了手动开关，而增设了声传感器、控制器和电子开关。
其中声传感器的灵敏度可调整。
以适应不同场合使用的需要。
请根据声控灯的功能分析：(1)声控灯控制系统的输入和输出是什么?两者的关系怎样?(2)声控灯控制系统的被控量和控制量是什么?(3)声控灯控制系统为什么可以采用开环控制系统?(4)画出声控灯开环控制系统的框图。
[提示] (1)声控灯控制系统的输入量是声响；输出量是灯泡中的电流。
两者的关系是声强达到某给定值时灯亮：声强达不到某给定值时灯灭。
(2)声控灯控制系统的被控量是灯的亮、灭，控制量是电流。
(3)声控灯控制系统只有灯亮与灯灭两种运行状态，不需要对输出量的误差进行控制，因此，可以采用开环控制系统。
(4)声控灯开环控制系统的框图如图所示：（分析）本题考查控制系统方案的设计，考查的知识点较多。
声控灯是一个典型的控制系统案例，控制系统的输入量就是控制系统的给定量，它可以是设定的参数，如时间、温度等；也可以是输入的信号，如声音、光照等。
输出量(即被控量)是指控制系统所要控制的量，如水位、流量等。
控制量是指执行器的输出量，如电动机的转速、阀门的开度等。
控制系统的控制方式(开环或闭环)是由控制系统是否需要反馈环节来决定的。
自主练习一、基本题1．家用空调温度自动控制系统是闭环控制，其中反馈环节的作用是( )A ．减少输入量B ．增加输入量C ．稳定输入量D ．稳定输出量2．家用电视机最容易受到的影响(即干扰因素)是( )A ．环境温度B ．环境湿度C ．风的强度D ．电磁干扰3．在下面4个控制系统中，属于闭环控制系统的是( )A ．电风扇的定时控制系统B ．公共楼道路灯延时控制系统Ｃ．棚室温度恒定控制系统 D ．商店自动门控制系统4．不同的传感器输入的信号是不相同的，传感器输出的信号经控制器驱动继电器工作，则( )A ．控制器转换输出的应是温度信号B ．控制器转换输出的应是声音信号Ｃ．控制器转换输出的应是亮度信号 D ．控制器转换输出的应是电流信号5．普通家用电饭锅的保温控制(用双金属片开关控温)系统为( )A ．机械控制的闭环控制系统B ．电子控制的闭环控制系统Ｃ．机械控制的开环控制系统 D ．电子控制的开环控制系统6．家用冰箱的温控系统采用闭环控制．为了进一步提高其抗干扰的性能．设计中采取的措施是( )A ．增加反馈环节B ．提高压缩机的制冷量C ．提高箱体的隔热性能D ．说明书上建议用户将冰箱远离其他家用电器放置7．如图所示，有这样一个“黑箱”，其输人、输出关系的数据见下表，则“黑箱”内部可能是 ( )A ．交流变压器B 电源稳压器C 日光灯整流器D ．电阻分压器8．分析题 公共楼道中使用声控灯控制后，在白天有人通过时灯泡也会点亮。
为了克服这一缺点．小黄同学设计一个方案，其控制系统方框图如下，请分析该方案的控制过程。
9．作品评价题 简易调光台灯的设计方案是：在照明电路中灯泡与可变电阻串联．通过调节可变电阻的大小来实现灯泡亮度的调节。
请你分析评价该设计方案的优缺点。
二、拓展题10．把在体育课上练习投篮看成一个控制系统，则下列判断错误的是( )A ．控制系统的控制器是人的大脑B ．控制系统的反馈环节是人的眼睛C ．控制系统的执行器是人的手D ．控制系统的被控量是篮球 输入（直流电压/V ）18 15 12 9 6 输出（直流电压/V ） 6 5 4 3 2 输入 （光、声信号） 控制器 电控开关 灯泡 传感器 电流 输出（灯的亮、灭） 黑箱 输入 输出输入（声音信号） 控制器 开关（执行器） 灯泡（被控对象） 传感器 电流输出 （灯的亮灭）11．比较闭环控制系统和开环控制系统，下列判断错误的是( )A．开环控制系统的控制精度较低B．开环控制系统无反馈环节Ｃ．闭环控制系统的抗干扰能力强D．闭环控制系统和开环控制系统都有比较器12．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13．关于干扰因素对控制系统的作用．下列说法正确的是( )A．干扰因素仅作用在被控量上B．干扰因素不会作用于开环控制系统Ｃ．干扰因素的作用都会反映在输出量的变化上D．干扰因素是不可以利用的14．在闭环控制系统的调试过程中，当输出量达到设计要求并稳定后( )A．比较器求出的偏差值等于零B．比较器求出的偏差值大于零C．比较器求出的偏差值小于零D．比较器求出的偏差值大于或小于零15．分析题如果人从自动门前经过而不进门，自动门也会自动打开。
这个干扰作用于控制系统的哪个环节?你有什么改进的方法?16．分析题若抽水马桶的进水阀门漏水，会产生什么情况?对系统构件有何影响?17分析题在养鸡场给鸡饮水如采用放在地上的普通水槽，容易被鸡踩翻和污染，不能保证水槽中的水量。
为此赵明同学设计了一个挂在空中的鸡用饮水器方案，图为其结构原理示意图。
设饮水盘中的虚线为设计水位，当饮水盘水位下降到一定值时，饮水盘重量减轻，弹簧使水阀控制杆向上运动，将出水阀打开，水从进水管流入饮水盘，当水位达到设计高度后，饮水盘重量增加，对拉簧的拉力增加，使水阀控制杆向下运动，关闭水阀。
