高考复习系统、控制、设计题

系统与控制题方法指导

【方法指导】由于现在大题从老高考的六题变成现在的四题，所以控制和系统很可能会结合在一起出题，纵观最近3次高考，解答系统题可以从以下几个要点入手。1．根据文字说明与示意图填写系统相应的要素或子系统，只要仔细阅读相关材料和图示就容易完成所提出的问题。2．提供的系统现象选择相应的特性时，可抓住各特性的侧重点和关键词，具体归纳如下：系统特性 要点 举例说明整体性①系统是一个整体，他不是各个要素(部分)的简单相加，系统的整体功能是各要素(部分)在孤立状态下所没有的；②系统的任何一个要素(部分)发生变化或出现故障时，都会影响其他要素(部分)或整体功能的发挥；③系统的整体功能大于组成系统的各部分的功能之和；④分析系统的任何一个组成部分都不能撇开系统这一整体主机、键盘、显示器、鼠标、音箱等组成了计算机系统；计算机具有的科学运算功能是单单一个键盘所没有的，它的功能大于各部件功能之和。键盘坏了，计算机的整体功能将受到影响相关性组成系统的各要素之间是相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的关系，是彼此相关的购买计算机时，CPU、内存、硬盘等要搭配合理，它们间相互作用、相互影响目的性任何系统都具有某种目的，都要实现一定的功能，这是区别不同系统的主要标志计算机为了能高速运算等功能而设计动态性任何系统都处在运动变化和发展之中计算机使用久了，速度变慢，各部件会老化、出现故障等环境适应性外界环境的变化会引起系统特性的改变，并相应地引起系统功能和系统内部各部分相互关系的变化天热时要保持计算机主机周围通风，否则容易死机；部分计算机的风扇能根据周围温度自动调节3.考查系统分析原则时可以根据材料中出现的关键词，具体归纳如下：系统原则要点材料中一般出现的关键性整体性原则要着眼于系统整体效应，要先分析整体，再分析部分，先看全局，再看局部；先看全过程，再看某一阶段；先看长远，再看当前关注材料中出现“全局、全过程、长远”等词科学性原则运用科学方法和数学工具进行定量分析，使决策的过程和结果更具有说服力关注材料中出现的“科学方法、数学工具、定量分析”等词综合性原则要综合分析，统筹兼顾，不可顾此失彼，因小失大。从而实现系统各目标关注材料中出现的“统筹兼顾、综合分析、目标”等词考查控制系统的基本概念、为检测装置选择合适的传感器以及闭环控制系统框图的补充填写。解此类试题，除结合文字图示审清题意外，解答时可从以下几个要点入手。1．熟悉并理解闭环控制系统的一般框图，理解框图中每个物理量的含义及控制装置的作用，再结合题意进行分析作答。闭环控制系统的一般框图：2．理解开环与闭环控制系统的工作原理，学会开环与闭环控制以下三种判定方法：(1).从概念角度区分：看输出量是否是对系统的控制产生影响。有影响是闭环，无影响是开环；(2).从控制过程区分：看控制过程中有无反馈环节，无反馈环节是开环控制；(3).从输入量(给定量)与输出量(被控量)的关系区分：开环控制系统输入量与输出量不一定是相同量；闭环控制系统给定量与被控量一定是同类型量。3．根据要求，仔细阅读题中所给文字材料和控制系统工作示意图，找出解题的有效信息。控制类分析题，题中所给材料中的“……装置将…………信号传输到………装置”、“与………进行比较”、“当………时………”等文字表达要特别注意，这里涉及到的装置，往往就是我们需要的答案；另外，控制系统工作示意图上的箭头方向、装置名称，也是我们解题时必不可少的有效信息。【典例分析1】(2012年9月高考)一般多层楼房都不配备电梯，老年人上下楼梯不方便。如图所示是某公司研制的简易电梯示意图，电梯安装在墙壁上。人站在电梯的踏板上，抓住扶手启动电梯即可上下楼。请针对该电梯系统回答以下问题：(1)为了电梯不用时减少踏板占用楼梯空间，合理的措施是______；(以下列措施中选择一项，将序号填写在“__________”处)①踏板可翻转；②踏板可拆卸；③减小踏板面积。(2)为了加强电梯管理，仅供缴费的住房使用，合理的措施是__________、__________；(从下列措施中选择二项，将序号填写在“________”处)①给缴费的住房配一把钥匙，开锁后可以使用；②采用红外线检测装置，检测到是缴费的住户才能使用；③采用指纹识别，有权限者才能使用；④电梯定时开放。(3).如果电梯的启动采用刷卡来控制，即读卡器把获得的持卡人信息传输给控制，电路控制电路判断信息正确则接通电路，电机驱动电梯运行。请补充完整控制系统方框图；(在“__________”处填写相应的内容)(4).在保证电梯安全运行这一目标的同时，要兼顾降低电梯成本、符合人机关系等目标，这体现了系统分析的________原则。(在“________”处填写合适的内容)【分析】本题考查了系统分析，系统的优化开环控制系统方框图和系统分析的一般原则等。很好地综合考查了系统和控制单元的内容，知识比较全面和综合。【答案】(1)①(2)②③(3)①电机②电梯(4)综合性控制电路获取卡内信息①②电梯运行【典例分析2】(2013年3月高考)如图所示为某单位大门的控制系统，具有门禁、对讲、考勤功能。职工进门时把手指放到指纹采集器中，经门禁控制器识别后控制电锁打开插销，进入大门后自动关闭，出门时，按出门按钮，门禁控制器直接控制电锁打开插销，外来人员通过门铃对讲机与室内人员联系，考勤机根据指纹信息进行考勤。请针对该系统回答以下问题：

(1)根据示意图及描述，分析职工进门时的系统控制过程，在方框图中填写相应内容。(2)系统示意图中除了门禁子系统外还有________、________两个子系统(在①指纹采集；②考勤；③门铃对讲；④出门按钮中选择两项，将序号填写在“____”处)。(3)该系统有较强的抗电磁干扰能力，从系统的特性分析，说明该系统具有良好的______(在“____”处填写相应内容)。【分析】本题考查系统的特性、子系统以及控制系统的方框图。控制系统的方框图的填写应先根据控制目的找出被控对象，然后用逆向思维反推找出执行器和对执行器发令的控制器。系统具有层次性，任何系统都是更大一级系统的子系统，系统具有一些基本的特性，其中之一是环境适应性。①门禁控制器②③插销打开【典例分析3】(2013年9月高考)如图所示是杭州绿色建筑科技馆，集成了先进的建筑节能技术系统，其中包括：利用太阳能、风能、氢能的发电系统以及利用电梯升降过程中的势能进行发电的系统；雨水收集系统；不需耗能的日光照明系统；可以对空调、通风系统等进行智能控制的系统。请回答以下问题：(1).除了太阳能、电梯势能发电系统，还有______、______发电系统(在①风能；②雨水收集；③氢能；④日光照明中选择二项，将序号填写在“______”处)。(2).在设计中对各种气象参数、建筑能耗以及系统的运行特性等建立数学模型进行研究，为建筑节能设计提供数据，这体现了系统分析的________原则(在①综合性；②科学性；③整体性中选择一项，将序号填写在“______”处)。(3).馆中的窗户可以自动开关，当馆内二氧化碳浓度超过设定值，控制电路控制液压装置开启窗户；当馆内二氧化碳浓度低于设定值，则自动关闭窗户。根据描述在窗户的开关控制系统方框图中“______”处填写相应的内容。【分析】综合考察系统分析的原则、系统的组成和控制系统方框图的填写。【答案】(1)①③(2)②(3)①控制电路②液压装置③开启或关闭【高考展望】 预计以后高考也将围绕一个具体的案例载体，以小题的形式综合考查系统和控制单元的内容，出题形式有选择和填空等，涉及的考点会比较多，所以必须全面复习系统和控制单元的每个考点，可以说每个考点都有可能在这个大题中考到。测到的二氧化碳浓度值③②①窗户技术设计题方法指导方法指导

纵观最近三次高考设计题，本题一般有固定的考查模式，在用图展示一件已设计好的产品（或问题情景）的基础上，要求根据提供的设计要求，设计一件作品并完成几个问题，问题主要有：①画出设计草图，必要时用文字说明；②在草图中标注主要尺寸；③指出你所用的材料，或具体说明某些局部连接方式和如何调节局部结构；④针对涉及的作品顺带考查加工制作工艺或所用到的工具。【典型分析1】（2012年9月高考）如图所示为皮带传动模型。电动机通过安装板与底座连接，大带轮通用支架与底座连接。为了能调节皮带的松紧，电动机的安装位置需要在一定范围内调整。现需要设计安装板，已知条件和设计要求如下：A.电动机机座厚度为15mm，安装螺栓孔直径为9mm,孔中心距为80mm；电动机与安装板采用螺栓螺母连接，要求电动机在安装板上的位置可以调节，调节范围为0~20mm;B.调节螺栓的直径为10mm，要求螺栓顶住电动机的机座。请根据上述设计要求，完成以下任务：（1）在给定的设计草图中画出与电动机安装和调整有关的结构，必要时可用文字说明；（2）在设计草图上标注与电动机安装和调整有关的主要尺寸；（3）说明电动机在安装板上的位置是如何调节的；（4）为了防止电动机安装螺栓和螺母受到振动后松动，应该采用

垫圈（在“

”处填写合适的内容）。【答案】(1)见下图(螺孔允许文字说明)；(2)见下图；(3)松开电机机座上的螺栓，转动调节螺钉至皮带松紧合适，再拧紧电机连接螺栓；(4)弹簧【典型分析2】（2013年3月高考）张华设想制作如图（a）所示的家用小圆桌，准备利用废旧的落地电扇底座（见图b）作为支撑；台板选用木板制作（见图c）。请设计连接底座与台板的中间零件（材料自选），设计要求为：A.中间零件用直径为5毫米的螺钉与台板连接；B.中间零件与底座连接可靠，拆卸方便。请根据上述设计要求，完成以下任务：⑴.画出中间零件的设计草图，必要时可用文字说明；⑵.在设计草图上标注中间零件的主要尺寸；⑶.指出你选用的中间零件材料；⑷.在以下螺钉中，最适合连接台板的是▲（在下列选项中选择一项，将序号填写在“▲”处）。①紧定螺钉②六角螺钉③自攻螺钉④沉头螺钉【分析】近三次的设计题都是设计一个连接件。关键是要符合设计要求，特别是功能性要求一定要满足，还有画好草图，看起来比较像，有一定立体感，比较清晰这些也是非常关键，另外会附带考查加工过程中用到的工具和材料的选择等。1.设计草图是经过设计者整理、选择、修改和完善的一种正式的草图方案，一般采用正等轴测图。一般步骤：首先要明确题目要求和任务；第二步读懂题目提供的参考图，分析清楚功能、结构，获取有用的信息；第三步分析、构思，根据任务进行设计分析，分析时必须明确功能、结构、材料、环境、技术指标、外观等要求兼顾有创意的特色，然后据此开始构思，在头脑中初步形成该产品的结构和形状方案。第四步方案呈现一一绘制，绘制草图，要规范，显立体感。要求画的是设计草图，所以在解题过程中绝对不能绘制成构思草图。结合例题2，具体可按以下几点来画草图：①.在绘制上题中中间零件草图的过程中该直的要画直，该圆的要画圆，不能随意乱画，否则连接件就会显得随意、不清晰，从而变成了构思草图，影响得分。②.在绘制中间零件的设计草图时，要画的像个中间零件，不要一味的追求创意，把中间零件的主要功能变了，甚至设计成了另外的东西。③.在绘制中间零件时一定要画成立体图，立体图最好是正等轴测图，千万不要画成平面图或者三视图，否则得分会很低甚至不得分。④.最好能把有些细节画出来，如链接方式、明暗度等，这是绘制草图的最高境界。⑤.在用铅笔画好后，要记得用0.5毫米及以上的黑色水笔描一遍。2.标注尺寸时，要看要求、符实际、记单位。具体按以下几个要点标注尺寸：①.看清题意：标注长、宽、高三个尺寸。所以尺寸标注一定要标注在图上，有不少同学会把尺寸用文字的形式写出来，看似有尺寸，实际只能得一分。②.要标注尺寸大小和单位。如果题目中对尺寸有要求，就根据要求写，如没有要求，就根据实际情况大致写，但在写的过程中一定要注意单位，如没写单位就默认为以毫米为单位.③.在标注尺寸中往往是标注长、宽、高，具体看题目要求，在标注时最好有尺寸界线、尺寸线、尺寸数字，要做到规范标注，这样不仅可以保证标注得分，而且对于设计草图的得分也有一定的好处。3.选择材料及相应的连接方式时，要明确要求、符合实际。常见的链接方式有：合页连接、螺丝连接、焊接、榫接、插接、钉接、胶接等。不同材料有不同的强度和连接方式，在选择材料和连接方式时要符合实际，具体见下表：常见材料合适连接方法不适合连接方式木材钉接、榫接、黏结、插接、合页连接等焊接等塑料铆接、黏结等钉接、榫接等钢、铁焊接、铆接、黏结、螺栓螺母连接等榫接等铝铆接、黏结、螺栓螺母连接等焊接、榫接等【答案】(1)、(2)(3)铁或不锈钢或工程塑料(4)③

【高考展望】预计以后高考也将以这种类型出题，今后高考设计题的发展趋势：功能性结构设计向创新型结构设计转变；从生活类产品向技术类产品转变；从整体产品设计向局部零部件设计转变；从设计的整体表达向整体与细节表达转变；从理论性设计向实用性产品设计转变。应该注意平时的训练知识的储备，