閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋-優(yōu)秀課件

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)航信號的手機(jī)信號等。干擾因素應(yīng)保持的速度自行車行使的速度風(fēng)給定量被控量逆風(fēng)、順風(fēng)、雨水……干擾因素可能一個(gè)，也可能若干個(gè)?？朔蓴_

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(dāng)室外溫度升高時(shí)，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(jī)降溫來克服這一干擾，使室溫保持穩(wěn)定。馬上行動電冰箱的溫度控制系統(tǒng)，下列情況是否屬于影響其溫度控制的干擾因素開電冰箱門

電冰箱所在房間的溫度從20度變到32度

把熱菜熱飯放入電冰箱中

在電冰箱外放一盆冷水

是是是否控制系統(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裝置蔬菜大棚的溫度控制下表所列控制系統(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對方的信息指揮系統(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閉環(huán)控制系統(tǒng)被控對象控制量給定量控制器執(zhí)行器檢測裝置比較器+-在自動控制系統(tǒng)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:P111事例輸入量檢測裝置輸出量花房恒溫自動控制設(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(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。被控對象給定值被控量干擾反饋環(huán)節(jié)控制器執(zhí)行器比較器閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程干擾干擾干擾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(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(shí)用價(jià)值。閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)的比較系統(tǒng)開環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)能否自動調(diào)節(jié)補(bǔ)償控制精度結(jié)構(gòu)適用場合否低高是簡單復(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(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，檢測裝置代替了人眼實(shí)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(jìn)行思考的問題，因?yàn)槿说拇?/p>

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)對人腦的模擬。

例如：在國際象棋的人機(jī)對弈中，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(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。黑箱方法應(yīng)用的例子輸入輸出需要了解的情況馬上行動：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(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

小結(jié)：練一練：某花農(nóng)正在籌建一個(gè)小型花房，花房