專題11控制及其設(shè)計(jì)目錄目錄第一部分明晰學(xué)考要求·精準(zhǔn)復(fù)習(xí)第二部分基礎(chǔ)知識(shí)梳理·全面提升第三部分考點(diǎn)精講精練·對(duì)點(diǎn)突破考點(diǎn)01了解控制考點(diǎn)02開(kāi)環(huán)和閉環(huán)控制考點(diǎn)03干擾因素第四部分實(shí)戰(zhàn)能力訓(xùn)練·滿分必刷學(xué)習(xí)目標(biāo)內(nèi)容考察要求核心素養(yǎng)1.理解控制、控制系統(tǒng)的含義及其在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。2.了解手動(dòng)控制、自動(dòng)控制和智能控制的特點(diǎn)。3.熟悉簡(jiǎn)單開(kāi)環(huán)控制、閉環(huán)控制的基本組成和工作過(guò)程，了解反饋的基本原理。4.理解控制系統(tǒng)中控制器、執(zhí)行器和被控對(duì)象等的作用，能用方框圖對(duì)一個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行表達(dá)。5.能夠分析簡(jiǎn)單的被控對(duì)象的基本特征，確定被控量、控制量。6.能進(jìn)行簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并制作一個(gè)簡(jiǎn)單的控制裝置，能夠?qū)υO(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化。7.了解簡(jiǎn)單的干擾現(xiàn)象及其對(duì)控制功能的影響，了解克服干擾的基本方法。1.理解控制、控制系統(tǒng)的含義及在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用，通過(guò)案例分析了解手動(dòng)控制、自動(dòng)控制、智能控制的特點(diǎn)。2.熟悉簡(jiǎn)單的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成與工作過(guò)程，理解其中的控制器、執(zhí)行器等的作用，了解干擾現(xiàn)象和反饋原理，并用方框圖表達(dá)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程。3.根據(jù)控制系統(tǒng)的控制要求，確定被控量、控制量，進(jìn)行簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)，并搭建一個(gè)簡(jiǎn)易的控制系統(tǒng)裝置，進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行和綜合評(píng)價(jià)。技術(shù)意識(shí)創(chuàng)新設(shè)計(jì)工程思維圖樣表達(dá)物化能力1.了解控制·如果我們希望某一事物按照自己的意愿發(fā)展，就要對(duì)其進(jìn)行干預(yù)，這樣根據(jù)自己的目的，通過(guò)一定的方法使事物向著期望的目標(biāo)發(fā)展，就形成了控制?！と绻刂频倪^(guò)程必須在人的直接干預(yù)下才能完成控制任務(wù)（如射箭、鼠標(biāo)控制等），我們稱之為手動(dòng)控制?！と绻刂七^(guò)程不需要人的干預(yù)，就能達(dá)到期望的控制效果，則稱為自動(dòng)控制。·智能控制是一類無(wú)需人的干預(yù)就能夠自主地驅(qū)動(dòng)智能機(jī)器實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)的自動(dòng)控制?！つ軐⒖刂频慕Y(jié)果反饋回來(lái)與期望值進(jìn)行比較，并根據(jù)它們的誤差調(diào)整控制作用的控制過(guò)程，稱為閉環(huán)控制?！ざ荒軐⒖刂频慕Y(jié)果反饋回來(lái)影響控制作用的控制過(guò)程，稱為開(kāi)環(huán)控制?！⒖刂平Y(jié)果反饋回來(lái)的部分，稱為反饋環(huán)節(jié)。2.控制系統(tǒng)的組成和描述·一個(gè)控制過(guò)程的實(shí)現(xiàn)，往往要經(jīng)過(guò)若干個(gè)環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)構(gòu)成了一個(gè)系統(tǒng)，所以我們可以把它看作一個(gè)控制系統(tǒng)。期望值比較器和控制器執(zhí)行器被控對(duì)象被控量反饋環(huán)節(jié)3.簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.控制中的干擾·干擾會(huì)使被控對(duì)象產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作，干擾的影響是相對(duì)的?！ぞ哂虚]環(huán)結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)比開(kāi)環(huán)結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)有更好的抗干擾能力?！究键c(diǎn)1】了解控制1.（2023·吉林）提線木偶表演是古老珍稀的漢族戲劇劇種，表演時(shí)，藝人用線牽引木偶表演動(dòng)作。在提線木偶的控制過(guò)程中，被控對(duì)象是（）A．手 B．線 C．木偶 D．觀眾【答案】C【詳解】被控對(duì)象為控制系統(tǒng)的最終控制發(fā)生變化的器件或裝置。提線木偶被控對(duì)象為木偶?！究键c(diǎn)2】開(kāi)環(huán)和閉環(huán)控制2.（2023·吉林）如圖所示，很多公共場(chǎng)所都裝有自動(dòng)感應(yīng)水龍頭，當(dāng)手靠近時(shí)水流出，手移開(kāi)時(shí)水停止流出，出水時(shí)間超過(guò)10秒，就會(huì)自動(dòng)關(guān)水。該控制系統(tǒng)屬于（）A．自動(dòng)控制、開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng) B．自動(dòng)控制、閉環(huán)控制系統(tǒng)C．手動(dòng)控制、開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng) D．手動(dòng)控制、閉環(huán)控制系統(tǒng)【答案】A【詳解】感應(yīng)手部信號(hào)，剩下的運(yùn)轉(zhuǎn)由系統(tǒng)本身決定運(yùn)轉(zhuǎn)，人沒(méi)有全程參與系統(tǒng)運(yùn)行，所以屬于自動(dòng)控制，感知信號(hào)開(kāi)水、達(dá)到時(shí)間關(guān)水是單向傳遞過(guò)程，所以屬于開(kāi)環(huán)?！究键c(diǎn)3】干擾因素3.（2021·陜西）駕駛汽車時(shí)，若開(kāi)啟定速巡航開(kāi)關(guān)，速度控制器通過(guò)計(jì)算速度差調(diào)整節(jié)氣門開(kāi)度，使汽車以設(shè)定的速度勻速行駛。下列屬于汽車定速巡航系統(tǒng)干擾因素的是（）A．調(diào)整定速巡航設(shè)定速度 B．公路坡度變化C．遇紅燈踩剎車中斷巡航 D．路面出現(xiàn)結(jié)冰【答案】BD【解析】A選項(xiàng)，調(diào)整定速巡航設(shè)定速度：這是用戶主動(dòng)改變?cè)O(shè)定速度，不是外部干擾因素。B選項(xiàng)，公路坡度變化：坡度的變化會(huì)影響汽車的速度，上坡時(shí)汽車可能會(huì)減速，下坡時(shí)可能會(huì)加速，因此坡度變化是一個(gè)干擾因素。C選項(xiàng)，遇紅燈踩剎車中斷巡航：這是用戶主動(dòng)中斷巡航，不是外部干擾因素。D選項(xiàng)，路面出現(xiàn)結(jié)冰：結(jié)冰的路面會(huì)影響汽車的牽引力和制動(dòng)效果，從而干擾定速巡航系統(tǒng)的正常工作。一、選擇題1.（2023·吉林）下列關(guān)于干擾的說(shuō)法正確的是（）A．在室內(nèi)進(jìn)行射箭活動(dòng)，可以消除或減弱風(fēng)對(duì)箭飛行的干擾B．戰(zhàn)士在風(fēng)雨中練習(xí)射擊，風(fēng)雨對(duì)子彈命中準(zhǔn)確度沒(méi)有干擾C．人在逆風(fēng)中騎自行車，逆風(fēng)對(duì)自行車的速度不構(gòu)成干擾D．風(fēng)對(duì)飛行中的飛機(jī)不存在干擾【答案】A【詳解】風(fēng)雨過(guò)大，子彈的命中準(zhǔn)確度可能會(huì)低，逆風(fēng)自行車速度可能會(huì)慢，風(fēng)力大小不同對(duì)飛機(jī)的飛行狀態(tài)、速度可能會(huì)有不同，所以風(fēng)雨對(duì)子彈的命中準(zhǔn)確度、逆風(fēng)對(duì)自行車速度、風(fēng)對(duì)飛機(jī)的飛行都會(huì)產(chǎn)生干擾，故BCD錯(cuò)誤。2.（2021·陜西）如圖所示為一款空氣加濕器控制系統(tǒng)方框圖，其執(zhí)行器為（）A．控制單元 B．霧化裝置C．加濕器 D．水霧【答案】B【解析】根據(jù)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)框圖可得，“設(shè)定擋位”為給定量，“控制單元”為控制器，“霧化裝置”為執(zhí)行器，“加濕器”為被控對(duì)象，“水霧”為被控量，故選B。3.（2020·全國(guó)）下列行為不屬于黑箱方法的是（）A． B．C． D．【答案】D【詳解】考查黑箱方法，是概念的理解應(yīng)用，屬于基礎(chǔ)題。黑箱法是指對(duì)系統(tǒng)的輸入與輸出關(guān)系的研究，進(jìn)而推斷出系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其功能的方法。A.中醫(yī)把脈、B.聽(tīng)拍打聲挑西瓜、C.地下管道聽(tīng)診都是通過(guò)研究輸入輸出的關(guān)系，進(jìn)而推斷系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其功能的方法，是典型的黑箱法；D.口腔檢查是直觀檢查，不屬于黑箱法。故選D。4.（2023·吉林）下列控制系統(tǒng)中，屬于人工控制的是（）A．駕駛員駕駛汽車 B．電飯鍋保溫 C．電梯上下運(yùn)行 D．紅綠燈定時(shí)轉(zhuǎn)換【答案】A【詳解】本題考查人工控制與自動(dòng)控制的區(qū)別：在于人是否全程直接參與控制的運(yùn)行，A選項(xiàng)人全程直接參與汽車行駛，屬于人工控制。5.（2021·山東）當(dāng)有人攜帶違禁品通過(guò)安全檢測(cè)門時(shí)，檢測(cè)門立即發(fā)出聲音報(bào)警。該報(bào)警控制系統(tǒng)屬于（）A．人工控制、開(kāi)環(huán)控制 B．自動(dòng)控制、閉環(huán)控制C．自動(dòng)控制、開(kāi)環(huán)控制 D．人工控制、閉環(huán)控制【答案】C【詳解】判斷是否是自動(dòng)控制、人工控制就要看該系統(tǒng)是否是在人的直接干預(yù)下完成的。有人攜帶違禁品通過(guò)時(shí)，檢測(cè)門立即發(fā)出聲音報(bào)警，不需要人的直接干預(yù)，所以是自動(dòng)控制。，判斷是否是開(kāi)環(huán)控制、閉環(huán)控制有兩種方法，一、是否有反饋環(huán)節(jié):二、輸入量與輸出量，是同等類型并且進(jìn)行比較。系統(tǒng)中將控制的結(jié)果反饋回來(lái)，形成比較量，并與希望值進(jìn)行比較的那部分就是反饋環(huán)節(jié)。檢測(cè)門立即發(fā)出聲音報(bào)警，僅僅是一個(gè)輸出的結(jié)果，但沒(méi)有控制結(jié)果反饋過(guò)來(lái)，所以是開(kāi)環(huán)控制。6.（2021·山東）小明用微波爐加熱食物，設(shè)定時(shí)間為一定時(shí)間，時(shí)間到后，微波爐停止工作。這個(gè)控制系統(tǒng)屬于（）A．閉環(huán)控制、人工控制 B．開(kāi)環(huán)控制、人工控制C．閉環(huán)控制、自動(dòng)控制 D．開(kāi)環(huán)控制、自動(dòng)控制【答案】D【詳解】開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是，輸入信號(hào)到輸出信號(hào)之間的信息傳遞是單向的，沒(méi)有反饋通道，所以這是一個(gè)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。又因系統(tǒng)開(kāi)始工作后不再借助于人工干預(yù)，所以是自動(dòng)控制。7.（2019·貴州）下列屬于手動(dòng)控制的是（）A．電磁爐火力調(diào)節(jié) B．路口紅綠燈控制C．電冰箱溫度