三 系统设计的优化与实现 知识点题库

太阳能路灯是以太阳能为能源的公共场所照明装置,其综合成本远低于普通市电供电路灯,且能够有效保护环境。从系统的观点看,以下说法正确的是(   )
A . 太阳能路灯相对于普通路灯进行了工期优化 B . 太阳能路灯是对公共照明系统的一种优化 C . 太阳能路灯相对于普通路灯进行了管理优化 D . 太阳能路灯综合成本很高不宜采用
如图所示为脚踩式垃圾桶结构原理图,通过踏板,带动中间的连杆,推动桶盖开启。如果对该脚踩式垃圾桶进行系统优化,下列四种优化方法,你认为不合理的是(   )

A . 踏杆与连杆的连接处添加润滑油 B . 适当增加踏杆截面积 C . 适当增加连杆截面积 D . 把连杆换成绳索
如下图所示是电子围栏系统示意图。它由控制主机、围栏和报警装置等组成。当围栏遭到入侵者触碰或破坏时,能发出电脉冲将入侵者击退,并向安全监控设备发送信号,报警装置发出报警信号。请根据示意图和上述说明,完成⑴-⑵题。

  1. (1) 以下关于该系统的说法中,不正确的是(   )
    A . 该系统具有威慑、阻挡、报警等作用,体现了系统的目的性 B . 该系统遭到触碰和破坏时都会报警,体现了系统的相关性 C . 当电子围栏中的导线出现故障时,会影响系统正常工作,体现了系统的整体性 D . 该系统不受气候等因素的影响,体现了系统的环境适应性
  2. (2) 以下对该系统的优化措施中,不正确的是(   )
    A . 配备蓄电池,在停电的情况下能正常工作 B . 夜间直接将220V电源接入围栏,增大电击强度 C . 增加联动输出接口,与公安部门的报警中心实现联动 D . 增加利用网络进行远程布防、撤防操作的功能
如图是一个家庭净水系统的示意图,该系统可以对自来水进行深度处理,能有效滤除水中泥沙、铁锈、重金属及余氯等,同时去除水中异色、异味、细菌、病毒等,可以达到直接饮用的效果,从系统的角度分析,下列说法中正确的是(  )

A . 该系统的整体功能与各部件的功能是一致的,对自来水进行深度处理 B . 该系统不受自来水水压变化的影响,体现了系统的环境适应性 C . 延长PP棉滤芯、活性炭等部分的使用期限,降低使用成本能够有效实现该系统的优化 D . 设计时需兼顾净化水的水质、浓缩水的再利用、维护的便捷性等目标,这体现了系统分析的分析原则
面临夏季炎热天气,建筑工地的工人需要大量饮水。在没有饮水机的情况下,普遍会采用图甲按压式抽水或者图乙倾斜式倒水,但存在按压费力和水倒不彻底等问题。现请你为建筑工人设计一种可翻转式桶装水支架,倒水时,如图丙倾斜状态;不倒水时,能自动回归直立状态如图丁(图丁是常规17L桶装水水桶的尺寸大小)。

设计要求如下:

A. 在倒水或不倒水状态,支架均能保持良好的稳定性;

B. 使用时操作方便,人机关系合理;

C. 倾斜倒水时,水桶不易滑落;

D. 主要材料采用钢材,辅助材料自选。

请根据描述和设计要求完成以下任务:

  1. (1) 设计该支架时,不属于设计限制因素的是(在“①矿泉水的水质情况;②水桶的尺寸;③可供选用的材料;④按压式抽水器的单次出水量;⑤加工的方法”中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  2. (2) 从系统分析的角度考虑,如要对设计好的支架进行优化,17L水桶的外形尺寸属于(在“①优化的目标;②约束条件;③影响系统优化的因素:④干扰因素”中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  3. (3) ①画出设计草图,必要时可用文字说明;

    ②在设计草图上标注主要尺寸。

小王同学见到一位老人骑着自行车在小路上行使(如图所示)。为了优化该自行车系统,小王想出了一下措施:

①提高鞍座的弹性;②调整鞍座的高度;③在车架上增加减震装置;④调节轮胎充气量到适中;⑤提高刹车的可靠性;⑥将车架上的斜杠改为横杠;⑦将简易链条罩改为封闭式;⑧在自行车后部装一个车篓;⑨跳高车把的高度。

请分析上述九项措施,在下列横线处填写符合要求的措施的序号。

  1. (1) 能增加自行车系统功能的是
  2. (2) 能提高安全性能的是 、
  3. (3) 能减轻颠簸的是 、 。
如图1所示为管道分质供水系统示意图,分质供水是将自来水中的生活用水和饮用水直接分开,在原有的自来水管道系统上,再增设一条独立的优质供水管道,将自来水进一步深度处理、加工和净化后,输送至用户,供居民直接饮用。如图2所示为变频恒压供水控制子系统,在控制过程中,PLC经采集到的管网压力信号、水池水位信号、报警信号与人机接口信号进行分析,对偏差进行PID控制,给出执行机构的实施方案,再通过变频器对水泵机组进行控制,改变电机的转速,从而达到管网压力恒定。请根据示意图及其描述,完成问题。

  1. (1) 下列关于管道分质供水系统的说法中正确的是(   )
    A . 系统由水质净化过滤、变频恒压供水、磁卡收费等相互独立的子系统组成 B . 活性炭过滤必须经常进行冲洗及定期更换,体现了系统的环境适应性 C . 增大增压泵的功率,能有效提高饮用水质的处理加工和净化过滤效果 D . 分质供水要先考虑安全卫生再考虑成本等指标实现,体现了系统分析的综合性原则
  2. (2) 变频恒压供水控制子系统中,下列因素的变化对变频器的输出频率没有影响的是(   )
    A . 用户的用水量太大 B . 水泵机组的数量 C . 水池水位较高 D . PLC设定的参数
如图所示是香梨分级自动控制系统。摄像头获取香梨的图像信息,经解码处理后发送给ARM控制系统。ARM控制系统根据各种算法,对香梨图像进行增强等处理,然后根据检测结果并按照香梨颜色、瑕疵和直径等参数进行分选识别,确定各个香梨的级别。最后,将分级结果发送给分级执行机构,由分级装置实现分级。请根据示意图及其描述完成问题。

  1. (1) 从系统的角度分析,下列说法中不合理的是(  )
    A . 该系统可分为图像采集子系统、ARM控制子系统、输送子系统和分级子系统 B . 设置传输装置的运行速度时,需考虑摄像头采集图像的快慢,体现了系统的相关性 C . 从系统分析的科学性原则考虑,应统筹兼顾分级的效率与准确率 D . 优化该系统时,需考虑香梨大小等约束条件
  2. (2) 下列关于该控制系统的分析,对香梨分级的准确率没有影响的是(  )
    A . 光源的稳定性 B . 不同参数的识别顺序 C . ARM控制器的运算精度 D . 分级装置的灵敏度
系统优化就是在给定条件(或约束条件)下,采取一定的手段和方法,使系统获得更佳功能或更佳效益的过程。请判断以下事例,不属于系统优化的是(     )
A . 大力发展轨道交通缓解交通拥堵 B . 无限增加大蒜的种植密度来提高产量 C . 手机银行及第三方移动支付工具的应用 D . 在安全的前提下提高火车的速度
在抗击新冠病毒的战疫中,负压病房发挥了巨大的作用。负压病房是通过气压控制原理降低了病毒向外传播的可能性。如图所示是负压病房的压力控制框图,请根据该框图完成小题。

  1. (1) 从系统的角度分析,下列分析不正确的是(     )
    A . 该系统由压差控制器、交流调速装置、压力变送器等组成,体现了系统的整体性 B . 能自动调整病房内的气压,体现了系统的动态性 C . 能将病房的实际压力控制在给定压力值附近,体现了系统的目的性 D . 病房容积属于该系统优化的约束条件
  2. (2) 该控制系统中描述正确的是(    )
    A . 给定压力值的变化属于该系统的干扰因素 B . 病房内的实际气压属于该系统的控制量 C . 该控制系统是闭环控制系统,其判断依据是系统中有检测装置 D . 交流调速装置和空压机属于该系统的执行器
如图所示的是一款新型台灯,它由MP4、蓄电池、音箱等组合而成。它的主要特点是:在照明时可以一边欣赏音乐,一旦停电便可以用蓄电池对其进行供电。试分析:

  1. (1) 针对其主要特点,它解决的主要问题是:由MP4、蓄电池,音箱,台灯组成一个多功能台灯系统,体现了系统的;(综合性/整体性)并且能在停电后通过蓄电池供电。实现了系统的(优化/革新)。
  2. (2) 它解决问题的方法是:通过系统设计,将音箱,蓄电池与MP4组成底座,底座上安装了支撑架和灯罩等配件。从系统的基本特性看,区别于普通台灯的主要标志是系统的;(目的性/综合性)在照明时可以一边欣赏音乐,一旦停电便可以用蓄电池对其进行供电,这些的功能的实现,体现了设计的实用与(实用/创新)原则。
  3. (3) 它的一个优点是什么?一个缺点是什么?
  4. (4) 针对缺点提出两个合理的改进意见。
如图所示的马桶放水冲洗装置。使用时,下压手柄,通过绕在定滑轮上的绳子,拉开橡皮盖,水流冲出。手离开手柄,活塞上移复位,橡皮盖堵住出水口,重新蓄水。请回答以下问题。

  1. (1) 该水位控制系统按手段分类,属于什么控制系统?
  2. (2) 下压手柄时,手柄向下运动,绳子受到(压/拉)力。如果下压的压力过大,绳子断了,不能带动 (橡皮盖/弹簧),打开出水口。
  3. (3) 如果绳子过短,可能导致(绳子被拉断/弹簧断掉)
  4. (4) 如果要增大一次冲洗马桶的水量,在上限位不作改变的情况下,下限位应(向下/向上)移动,同时要(加长/减短)绳子的长度。
中国航母“辽宁舰”是一个庞大的系统,需要配备电子设备,舰载机、预警机、防空武器等才能发挥其作用,从系统角度分析,下列说法不恰当的是(  )

A . 能搭载的30架舰载机和直升机,达到了航母作为移动作战平台的目的 B . 舰载机需要预警机提供目标信息,预警机需要舰载机的保护,两者具有相关性 C . 舰载机与航母是两个互不相关的系统 D . 配备了相控阵雷达在内的各种新型电子设备,优化了防空以及末端反导防御系统
如图所示是小明设计的雨水自动浇灌系统。当水位传感器检测到土壤湿度较低时,控制电路启动电动机带动水泵抽取集雨器中的雨水对草坪进行浇灌。该系统还有防水泵空转功能,如果集雨器中没有水,即使土壤干燥水泵也不会启动。调试时发现该系统属于单点控制,低于设定值即开启水泵,达到设定值就关闭,导致水泵开关频繁。为了解决这个问题,下列改进措施中合理的是(   )

A . 选用高精度传感器 B . 重新设计控制器 C . 添加一个执行器 D . 选用高精度水泵
全自动洗衣机,只要把衣服放进去,按下相应的开关,洗衣机会自动的进行洗涤,漂洗和脱水等一系列程序,人们可以离开,去休息或者做其他的事情,节省了体力,提高了洗涤效果。这一优化的条件是(  )
A . 设备的改进 B . 程序设计 C . 自动控制思想的引入 D . 以上都是
植保无人机可通过地面遥控或导航飞控,实施喷洒药剂,种子等作业。下列关于植保无人机的说法正确的是(      )

A . 植保无人机可增加GPS姿态模式,在有风天气悬停的精度不会受到影响,属于系统的优化 B . 对植株计数、土壤湿度检查以及水分利用分析等来帮助提高土地利用效率和农作物产量,体现系统分析的综合性原则 C . 除了可实施喷洒作业外其采集的农业数据还可以用于科研等其他方面,体现系统分析的整体性原则 D . 作业区块的风向、风速等气象变化,不属于飞行控制系统的干扰因素
如图所示是某变频恒压供水系统,该系统主要由PLC控制单元、变频器、泵组电机、供水管网、水池和压力传感器等组成。工作时首先在控制面板设定水压给定值,通过安装在管网出水端的压力传感器实测水压的反馈信号;若给定值大于实测值,说明系统水压低于设定值,则改变水泵电机的供电频率,使水泵电机转速上升,增大供水量,反之则降低水泵电机的转速,减小供水量。下列关于变频恒压供水系统的分析中正确的是(    )

 

A . 用户放水时,水泵电机转速增大,体现了系统的动态性 B . 水泵的性能是影响该系统优化的因素 C . 选择水泵的功率时既要考虑水池的容量大小又要考虑用户的用水量,体现了系统分析的综合性原则 D . 系统优化时需要考虑用户的用水量,因此用户的用水量是该系统优化的影响因素
如图所示是小明将普通桌面小风扇改造而成的温控小风扇。当温度传感器检测到房间温度升高到高于设定值1时,温控仪接通电机电源,扇叶转动;当检测到房间温度低于设定值2时,温控仪断开电机电源,扇叶停转。其中扇叶转动不能将房间温度降低。从系统的角度分析,下列说法中不正确的是(   )

A . 温控仪异常,导致电机无法通电,体现了系统的相关性 B . 房间温度变化影响风扇启动和停止,体现了系统的环境适应性 C . 温度传感器的性能属于系统优化的影响因素 D . 设计该系统时,结合多个电路设计方案的优点,体现了系统分析的综合性原则
如图所示为小乐家房顶配置的水塔供水系统。当水池水位低于下限时,控制中心控制打开电磁阀,进水开始,到达上限水位时,自动关闭水阀;当水塔水位低于下限,并且水池水位高于下限时,控制中心启动水泵给水塔加水。关于该系统,下列说法中正确的是(   )

A . 该系统的主要目的是为了控制水池的水位 B . 水泵出现故障会影响水塔的进水,体现了系统的整体性 C . 选择水泵的功率时既要考虑水池的容量大小又要考虑水塔的容量大小,体现了系统分析的综合性原则 D . 系统优化时需要考虑进水的流量,因此进水流量是该系统优化的影响因素
如图所示是某款游泳池池水处理系统,由循环过滤、水质调节及恒温加热等部分组成。循环过滤部分的功能是:循环泵使水循环,通过过滤砂缸将浊水处理成净水,再回流至游泳池。水质调节部分的功能是:由水质监测仪实时监测水质,当水质低于设定值时,伺服控制器控制臭氧及加药装置加投药剂,从而改善水质使其达标。恒温加热部分的功能是:通过监测出水口水温,控制加热器加热功率,从而使池水保持恒温。请根据题图及描述完成下面小题。

  1. (1) 下列关于该池水处理系统的说法中正确的是(    )
    A . 该系统能保持池水水质达标与恒温,体现了系统的整体性 B . 设计该系统时需要考虑游泳池的容量、池水卫生规范和加药装置的精度等因素,体现了系统分析的整体性原则 C . 循环过滤、水质调节及恒温加热部分,可以单独进行设计 D . 设计团队的人员分工及设计水平是系统优化的影响因素
  2. (2) 下列关于恒温加热子系统的分析中,正确的是(    )
    A . 控制方式是开环控制 B . 被控对象是池水的温度 C . 游泳池的容量不是该子系统的干扰因素 D . 输入量是循环水流量