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(jì),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(duì)電視機(jī)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(jī)導(dǎo)航信號(hào)的手機(jī)信號(hào)等。,干擾因素,干擾因素可能一個(gè)，也可能若干個(gè)。,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?？照{(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(dāng)室外溫度升高時(shí)，空調(diào)器監(jiān)測(cè)出干擾引起的室內(nèi)溫度變化，通過啟動(dòng)壓縮機(jī)降溫來克服這一干擾，使室溫保持穩(wěn)定。,馬上行動(dòng),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(jī)輸出電壓的波動(dòng)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(shí)要克服，有時(shí)還可利用。,在軍事中，可利用一定頻率的電磁波對(duì)對(duì)方的信息指揮系統(tǒng)進(jìn)行干擾。,手機(jī)來電閃，根據(jù)電磁波干擾原理,反饋,被控量,在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，將輸出量通過適當(dāng)?shù)臋z測(cè)裝置返回到輸入端并與輸入量進(jìn)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(duì)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(biāo)運(yùn)行的方法，稱為反饋方法。,馬上行動(dòng):P111,設(shè)定的溫度,溫度檢測(cè)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(gè)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(duì)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(jìn)水量,比較器,供水水箱的水位自動(dòng)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(dòng)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(dòng)對(duì)被量產(chǎn)生的影響。精度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)、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(dòng)性較差。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整方便、成本低。在精度要求不高或擾動(dòng)影響較小的情況下，這種控制方式還有一定的實(shí)用價(jià)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(jiǎn)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(dòng)控制系 統(tǒng)與手動(dòng)控制系統(tǒng)，我們發(fā)現(xiàn)，控制器代替人腦實(shí)現(xiàn)了溫度控制的功能，執(zhí)行器代替人手實(shí)現(xiàn)了調(diào)壓的功能，檢測(cè)裝置代替了人眼實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)溫度值的功能。,歷史上曾經(jīng)有過能模擬人 的動(dòng)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(jìn)行思考的問題，因?yàn)槿说拇?腦太復(fù)雜了。在沒有徹底弄清 人腦內(nèi)部結(jié)構(gòu)和機(jī)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(shí)現(xiàn)對(duì)人腦的模擬。,例如：在國(guó)際象棋的人機(jī)對(duì)弈中，計(jì)算機(jī)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(duì)人腦的模擬,黑箱方法,通過對(duì)系統(tǒng)的輸入與輸出的關(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。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(dòng)：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(cè)胎兒性別,B型超聲波,超聲圖象,胎兒性別,了解計(jì)算機(jī)的基本性能,運(yùn)行應(yīng)用程序,計(jì)算機(jī)的反應(yīng),計(jì)算機(jī)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