閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋優(yōu)秀課件.ppt

第四單元 控制與設(shè)計,第三節(jié) 閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋 桐鄉(xiāng)第一中學(xué) 杜宗飛 QQ：254934905,什么是干擾因素,各種電器設(shè)備對電視機的干擾.,干擾因素,干擾因素的概念,在控制系統(tǒng)中，除輸入量（給定值）以外，引起被控量變化的各種因素稱為干擾因素。 有的干擾因素是由于環(huán)境造成的，如影響自行車行駛速度的變化的自然風(fēng)等； 有的干擾因素是人為原因所致，如影響飛機導(dǎo)航信號的手機信號等。,干擾因素,干擾因素可能一個，也可能若干個。,克服干擾,控制系統(tǒng)在工作過程中必須克服干擾，使被控量穩(wěn)定。空調(diào)器的溫度控制系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng)，它能克服室外溫度變化這一干擾，當室外溫度升高時，空調(diào)器監(jiān)測出干擾引起的室內(nèi)溫度變化，通過啟動壓縮機降溫來克服這一干擾，使室溫保持穩(wěn)定。,馬上行動,是,是,是,否,下表所列控制系統(tǒng)中，可能存在哪些干擾因素？,電機輸出電壓的波動等、齒輪間的摩擦力等,滑輪組的摩擦力等,外部環(huán)境溫度變化，大棚保溫材料的保溫性能改變等,干擾因素是否一無是處？,干擾因素有時要克服，有時還可利用。,在軍事中，可利用一定頻率的電磁波對對方的信息指揮系統(tǒng)進行干擾。,手機來電閃，根據(jù)電磁波干擾原理,反饋,被控量,在自動控制系統(tǒng)中，將輸出量通過適當?shù)臋z測裝置返回到輸入端并與輸入量進行比較的過程，就是反饋（feedback）。,反饋方法：,利用反饋來分析和處理被控對象，通過系統(tǒng)的輸出來調(diào)整系統(tǒng)的行為，使系統(tǒng)沿著預(yù)期的目標運行的方法，稱為反饋方法。,馬上行動:P111,設(shè)定的溫度,溫度檢測裝置,射擊,靶心的位置,眼睛,子彈射擊位置,花房的溫度,閉環(huán)控制系統(tǒng)的核心是通過反饋來減少被控量（輸出量）的偏差。所以一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，能夠克服外界干擾，使被控量控制在給定值附近。,被控對象,給定值,被控量,比較器,閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程,浮球,控制器,閥門,水箱,預(yù)設(shè)水位,進水量,比較器,供水水箱的水位自動控制系統(tǒng),水位,熱電偶,控制器,加熱器,加熱爐,設(shè)定溫度,比較器,加熱爐的溫自動控制系統(tǒng),熱量,閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)的比較,閉環(huán)控制：反饋控制， 偏差控制，可以抑制內(nèi)、外擾動對被量產(chǎn)生的影響。精度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計、分析麻煩。 開環(huán)控制：順向作用，沒有反向的聯(lián)系，沒有修正偏差能力，抗擾動性較差。結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整方便、成本低。在精度要求不高或擾動影響較小的情況下，這種控制方式還有一定的實用價值。,閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)的比較,否,低,高,是,簡單,復(fù)雜,精度要求低、穩(wěn)定,精度要求高、高可靠性,功能模擬方法,以功能和行為的相似性為基礎(chǔ)，用“模型”模擬“原型”的功能和行為，就是功能模擬法,比較加熱爐溫度自動控制系 統(tǒng)與手動控制系統(tǒng)，我們發(fā)現(xiàn)，控制器代替人腦實現(xiàn)了溫度控制的功能，執(zhí)行器代替人手實現(xiàn)了調(diào)壓的功能，檢測裝置代替了人眼實現(xiàn)了檢測溫度值的功能。,歷史上曾經(jīng)有過能模擬人 的動作行為的各種模型，卻沒 有解決從結(jié)構(gòu)上模擬人的大腦 進行思考的問題，因為人的大 腦太復(fù)雜了。在沒有徹底弄清 人腦內(nèi)部結(jié)構(gòu)和機理的情況下， 必須另辟一條新的模擬途徑，這條途徑不要求從結(jié)構(gòu)上去模擬人腦，而是只要求模型在功能行為上與人腦相似。也就是，僅僅根據(jù)模型和人腦在功能行為上的相似，實現(xiàn)對人腦的模擬。,例如：在國際象棋的人機對弈中，計算機具有與人腦類似的邏輯判斷功能，能模擬棋手的思維與人下棋。,對人腦的模擬,黑箱方法,通過對系統(tǒng)的輸入與輸出的關(guān)系的研究，進而推斷出系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其功能的方法。黑箱方法提供了一種不必打開黑箱就可以研究其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能的方法。,中醫(yī)“望聞問切”,挑西瓜,列舉黑箱方法應(yīng)用的例子，并填寫下表。,馬上行動：P116,判斷生熟雞蛋,搖、轉(zhuǎn)、看,生或熟,旋轉(zhuǎn)速度,中醫(yī)診斷病情,望、聞、問、切,是否健康,氣色、舌苔、脈搏等,B超探測胎兒性別,B型超聲波,超聲圖象,胎兒性別,了解計算機的基本性能,運行應(yīng)用程序,計算機的反應(yīng),計算機基本性能的好壞,1、干擾的概念 2、克服干擾的基本方法 3、反饋 4、功能模擬法 5、黑箱方法,小