通用技術(shù)：控制系統(tǒng)的干擾與反饋

1、通用技術(shù)必修通用技術(shù)必修2第四第四章章 控制與設計控制與設計第第四四節(jié)節(jié) 控制系統(tǒng)的干擾控制系統(tǒng)的干擾 大方縣第三中學歡迎你大方縣第三中學歡迎你活動活動1： 請同學們閱讀教材上兩個案例，請同學們閱讀教材上兩個案例，分析每個系統(tǒng)中的控制過程分析每個系統(tǒng)中的控制過程什么是干擾因素什么是干擾因素各種電器設備對電視機的干擾.干擾因素干擾因素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（給定值）以外，引起被控量變化的各種因素稱為干擾因素干擾因素。如影響自行車行如影響自行車行駛速度的變化的自然風等；駛速度的變化的自然風等；o 如影響飛機導航如影響飛機導航信號的手機信號等。信號的手機信號等。干擾因素

2、干擾因素舉例舉例應保持的速度應保持的速度自行車自行車行使的速度行使的速度風風逆風、順風、雨水逆風、順風、雨水活動：分析下圖中的干擾因素活動：分析下圖中的干擾因素空調(diào)器的溫度控制系統(tǒng)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)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。克服這一干擾，使室溫保持穩(wěn)定?？朔蓴_的基本方法：克服干擾的基本方法：A、消除干擾、消除干擾如：在飛機上不能使用通信工具B、減弱干

3、擾、減弱干擾如：電器在使用時遠離其它電子設備C、提高控制系統(tǒng)性能、提高控制系統(tǒng)性能如：采用閉環(huán)控制系統(tǒng)是是是是是是否否嚴格說嚴格說這也會引起環(huán)境這也會引起環(huán)境溫度的變化，但這溫度的變化，但這種變化一般有利于種變化一般有利于冰箱實現(xiàn)目標，不冰箱實現(xiàn)目標，不屬于干擾因素屬于干擾因素。 外面熱氣外面熱氣進入冰箱將會引進入冰箱將會引起箱內(nèi)溫度變化，起箱內(nèi)溫度變化，屬于干擾因素屬于干擾因素。電機輸出電壓的波動等、齒輪間電機輸出電壓的波動等、齒輪間的摩擦力等的摩擦力等滑輪組的摩擦力等滑輪組的摩擦力等外部環(huán)境溫度變化，大棚保外部環(huán)境溫度變化，大棚保溫材料的保溫性能改變等溫材料的保溫性能改變等干擾因素是否一無

4、是處？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)電磁波干擾原理手機來電閃，根據(jù)電磁波干擾原理被控量被控量被控對象被控對象 控制量控制量給定量給定量控制器控制器執(zhí)行器執(zhí)行器檢測裝置檢測裝置比較器比較器+ +- - 在自動控制系統(tǒng)中，將輸出量通過適當?shù)臋z測在自動控制系統(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，裝置返回到輸入端并與輸入量進行比較的過程，就是就是反饋（反饋（feedback）。反饋方法：反饋方法：利用反饋來分析和處理被控對象，通過系統(tǒng)

5、的輸出來調(diào)整系統(tǒng)的行為，使系統(tǒng)沿著預期的目標運行的方法，稱為反饋方法。反饋方法。馬上行動馬上行動:設定的溫度設定的溫度溫度檢溫度檢測裝置測裝置射擊射擊靶心的位置靶心的位置眼睛眼睛子彈射擊位置子彈射擊位置花房的溫度花房的溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)的閉環(huán)控制系統(tǒng)的核心核心是通過反饋來減少被控量（輸出量）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?？亓靠刂圃诮o定值附近。被控對象反饋環(huán)節(jié)控制器執(zhí)行器閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程浮球浮球控制器控制器閥門閥門水箱水箱預設預設水位水位進水量

6、進水量比較器比較器水位水位熱電偶熱電偶控制器控制器加熱器加熱器加熱爐加熱爐設定溫度設定溫度比較器比較器熱量熱量閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)的比較閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)的比較o閉環(huán)控制：閉環(huán)控制：反饋控制，反饋控制， 偏差控制，可以抑偏差控制，可以抑制內(nèi)、外擾動對被量產(chǎn)生的影響。精度高、制內(nèi)、外擾動對被量產(chǎn)生的影響。精度高、結(jié)構(gòu)復雜，設計、分析麻煩。結(jié)構(gòu)復雜，設計、分析麻煩。o開環(huán)控制：開環(huán)控制：順向作用，沒有反向的聯(lián)系，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。一定的實用價值。閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)的比較閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)的比較否否低低高高是是簡單簡單復雜復雜精度要求低、穩(wěn)定精度要求低、穩(wěn)定 精度要求高、高可靠性精度要求高、高可靠性 1、干擾的概念 2、克服干擾的基本方法 3、反饋 小 結(jié)：練一練：練一練：某花農(nóng)正在籌建一個小型花房，花房的溫度冬季某花農(nóng)正在籌建一個小型花房，花房的溫度冬季一般控制在一般控制在1818左右，夏季一般控制在左右，夏季一般控制在2525左右。請左右。請畫出花房的溫度控制系統(tǒng)的