(公開課1)閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋

1、什么是干擾因素？請看課本P.108頁一）什么是干擾因素：一）什么是干擾因素：1.1.干擾因素的概念：干擾因素的概念： 在控制系統(tǒng)中，除輸入量（給在控制系統(tǒng)中，除輸入量（給定值）以外，引起被控量變化的各定值）以外，引起被控量變化的各種因素稱為種因素稱為干擾（干擾（interferenceinterference）因素因素。案例一：逆風(fēng)中騎自行車。案例一：逆風(fēng)中騎自行車。腳踩的力腳踩的力自行車自行車行使的速行使的速度度風(fēng)風(fēng)上坡路、路面摩上坡路、路面摩擦擦馬上行動馬上行動 P.108P.108 在電冰箱的溫度控制系統(tǒng)中，下列情況是否屬于影響其溫度控制的干擾因素？（1）開電冰箱門。（2）電冰箱所在房間

2、的溫度從20變到32（3）把熱菜或熱飯放入電冰箱中。（4）在冰箱外放一盆冷水。結(jié)論：干擾因素可能是一個，也可能有多個。結(jié)論：干擾因素可能是一個，也可能有多個。 干擾因素必須克服，使被控量穩(wěn)定。干擾因素必須克服，使被控量穩(wěn)定。在下表所列控制系統(tǒng)中，可能存在哪些干擾因素？在下表所列控制系統(tǒng)中，可能存在哪些干擾因素？控制系統(tǒng)干擾因素 自動扶梯的升降控制系統(tǒng) 利用滑輪組提升重物的控制系統(tǒng) 蔬菜大棚的溫度控制 扶梯承載的重力、電機(jī)輸出電壓的波動、齒輪扶梯承載的重力、電機(jī)輸出電壓的波動、齒輪間的摩擦力等。間的摩擦力等?；喗M的摩擦力、電機(jī)電源的波動等、繩子和滑輪組的摩擦力、電機(jī)電源的波動等、繩子和滑輪，重

3、物的重力。滑輪，重物的重力。外部環(huán)境溫度的變化、大棚保溫材料的保溫性能產(chǎn)外部環(huán)境溫度的變化、大棚保溫材料的保溫性能產(chǎn)生變化等、植物排放的二氧化碳，溫室效應(yīng)。生變化等、植物排放的二氧化碳，溫室效應(yīng)。思考思考案例（案例（P.109） 電視機(jī) 看電視時是否出現(xiàn)圖像閃爍或畫面紊亂的現(xiàn)象？近距離擺放的電冰箱、空調(diào)器、電風(fēng)扇、日光燈等等。他們就是電視機(jī)正常工作的干擾因素。 克服這些干擾的辦法就是將家用電器遠(yuǎn)離電視機(jī)放置。 可能原因是什么？如何克服？討論：干擾是否都是有害的？A.消除干擾消除干擾在飛機(jī)上不能使用通信工具在飛機(jī)上不能使用通信工具B.減弱干擾減弱干擾電器在使用時遠(yuǎn)離其它電子設(shè)電器在使用時遠(yuǎn)離其它

4、電子設(shè)備備C.提高控制系統(tǒng)性能提高控制系統(tǒng)性能采用閉環(huán)控制系統(tǒng)采用閉環(huán)控制系統(tǒng)克服干擾的基本辦法：克服干擾的基本辦法：取杯游戲觸覺（觸覺（檢測裝置檢測裝置）大腦（控大腦（控制器）制器）手（執(zhí)行手（執(zhí)行器）器）杯子（被控對杯子（被控對象）象）形狀形狀 杯子杯子形狀形狀摩摩準(zhǔn)備：兩個水杯，一個編號為準(zhǔn)備：兩個水杯，一個編號為1，一個，一個 編號為編號為2。要求：叫兩個同學(xué)將眼睛捂上。要求：叫兩個同學(xué)將眼睛捂上。 1號同號同學(xué)取到學(xué)取到2號杯，號杯， 2號同學(xué)取到號同學(xué)取到1號杯。號杯。1. 反饋的定義？(P.110)感溫包、膜盒、傳感溫包、膜盒、傳動膜片（動膜片（檢測反饋檢測反饋）主彈簧及主彈簧及

5、連接桿連接桿（控制器）（控制器）活動觸點(diǎn)活動觸點(diǎn)（執(zhí)行器）（執(zhí)行器）壓縮機(jī)、電冰壓縮機(jī)、電冰箱（被控對象）箱（被控對象）電冰箱電冰箱溫度溫度 設(shè)定設(shè)定溫度溫度請閱讀案例請閱讀案例(P.110)電冰箱的溫度控制電冰箱的溫度控制利用反饋來分析和處理被控對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)行行為，使系統(tǒng)沿著預(yù)期的目標(biāo)運(yùn)行的的，稱為反饋方法。，稱為反饋方法。 2.：除輸入量（給定值）以外，引起除輸入量（給定值）以外，引起被控值變化的各種因素稱為干擾被控值變化的各種因素稱為干擾因素。有的干擾因素是可被利用因素。有的干擾因素是

6、可被利用的。的。 在自動控制中，將輸出量通過適當(dāng)在自動控制中，將輸出量通過適當(dāng)?shù)臋z測裝置返回到輸入端并與輸入的檢測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。量進(jìn)行比較的過程，就是反饋。馬上行動事例事例輸入輸入檢測裝置檢測裝置輸出輸出“穿針引線穿針引線” 線的位置線的位置人的眼睛人的眼睛線與針孔對準(zhǔn)線與針孔對準(zhǔn)靶的位置靶的位置 (期望值期望值)眼睛眼睛飛鏢實(shí)際投擲的飛鏢實(shí)際投擲的位置位置投擲飛鏢投擲飛鏢能撲滅蠟燭能撲滅蠟燭的機(jī)器人的機(jī)器人打開機(jī)器人打開機(jī)器人的開關(guān)的開關(guān)光敏、力敏光敏、力敏傳感器傳感器找到蠟燭、并將其找到蠟燭、并將其撲滅撲滅電冰箱電冰箱溫控器設(shè)定溫控器設(shè)定溫度溫度溫度傳感器溫度傳感器制冷后冰箱內(nèi)溫制冷后冰箱內(nèi)溫度度分析分析“穿針引線穿針引線”的動作過程，并補(bǔ)充一個適當(dāng)?shù)氖吕顚懴卤?。的動作過程，并補(bǔ)充一個適當(dāng)?shù)氖吕顚懴卤?。某花農(nóng)正在籌建一個小型花房，花房的溫度冬季一般某花農(nóng)正在籌建一個小型花房，花房的溫度冬季一般控