三《閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋》

第四單元控制與設(shè)計(jì)（Control&Design）通古今中外用現(xiàn)代未來(lái)技神乎其也術(shù)在行動(dòng)中4.3閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋復(fù)習(xí)鞏固：開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)通用方框圖輸入量控制器執(zhí)行器被控對(duì)象輸出量

控制量公共汽車(chē)車(chē)門(mén)的開(kāi)關(guān)控制是氣動(dòng)控制，司機(jī)操作開(kāi)關(guān)的裝置，電流控制“電磁閥”的啟閉，通過(guò)電磁閥決定壓縮空氣的流向，最后由壓縮空氣推動(dòng)雙向汽缸內(nèi)的活塞帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)開(kāi)門(mén)或關(guān)門(mén)。開(kāi)關(guān)門(mén)的按鈕（輸入量）電磁閥雙向汽缸汽車(chē)車(chē)門(mén)車(chē)門(mén)的開(kāi)關(guān)（輸出量）位移（控制量）鞏固練習(xí)給定水位控制器進(jìn)水閥門(mén)游泳池水流量檢測(cè)裝置×

+-比較器游泳池的水位一、閉環(huán)控制系統(tǒng)1.閉環(huán)控制系統(tǒng)定義系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對(duì)控制過(guò)程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)稱(chēng)為閉環(huán)控制系統(tǒng)。

2.閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖給定量控制器執(zhí)行器被控對(duì)象控制量檢測(cè)裝置被控量×

+-比較器案例分析在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活應(yīng)用中，常常會(huì)需要對(duì)容器中的液位（水位）進(jìn)行自動(dòng)控制。抽水馬桶就是典型的案例：請(qǐng)嘗試畫(huà)出抽水馬桶的控制系統(tǒng)方框圖二、干擾與反饋在控制系統(tǒng)中，除輸入量（給定值）以外，引起被控量變化的各種因素稱(chēng)為干擾因素。例如：人在逆風(fēng)中騎自行車(chē)風(fēng)應(yīng)保持的速度自行車(chē)行車(chē)速度在電冰箱控制系統(tǒng)中，下列哪些屬于干擾因素？

⑴開(kāi)電冰箱門(mén)；

⑵房間溫度變化；

⑶把熱菜或者熱飯放入電冰箱中；

⑷在電冰箱外放一盆冷水。

馬上行動(dòng)游泳池水位控制系統(tǒng)的干擾因素定時(shí)器的誤差（定時(shí)控制系統(tǒng)）進(jìn)水閥門(mén)水流量的不穩(wěn)定性控制系統(tǒng)中，為了克服干擾，保持輸出穩(wěn)定，需要將輸出量通過(guò)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，這種比較過(guò)程稱(chēng)為反饋。

閉環(huán)控制系統(tǒng)是指在系統(tǒng)的輸出端與輸入端之間存在反饋回路，輸出量對(duì)控制過(guò)程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)。

閉環(huán)控制系統(tǒng)的核心是通過(guò)反饋來(lái)減少被控量（輸出量）的偏差。三、閉環(huán)控制系統(tǒng)與開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的比較比較項(xiàng)目開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)能否自動(dòng)調(diào)整和補(bǔ)償不能能控制精度比較低高結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單相對(duì)復(fù)雜適用場(chǎng)合控制精度要求不高而系統(tǒng)本身的元件又比較穩(wěn)定的場(chǎng)合要求高精度和高可靠性的場(chǎng)合四、黑箱方法西瓜拍控制系統(tǒng)系統(tǒng)的輸入系統(tǒng)的輸出所謂黑箱方法是將要研究的系統(tǒng)作為黑箱，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)輸入與輸出關(guān)系的研究，進(jìn)而推斷系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其功能的方法。聲音馬上行動(dòng)：列舉黑箱方法應(yīng)用的例子，并填寫(xiě)下表。黑箱方法應(yīng)用的例子輸入輸出需要了解的情況信息學(xué)奧賽選手程序初始數(shù)據(jù)運(yùn)算結(jié)果程序是否正確⑴路燈控制系統(tǒng)

路燈控制系統(tǒng)一般分兩種，一種是定時(shí)控制，比如下午6點(diǎn)自動(dòng)打開(kāi)，早上7點(diǎn)自動(dòng)關(guān)閉；另一種是增加感光電路，當(dāng)光照低到某個(gè)值時(shí)自動(dòng)打開(kāi)路燈，反之自動(dòng)關(guān)閉。五.馬上行動(dòng)光線(xiàn)亮度感光

傳感器開(kāi)關(guān)電路燈燈的亮滅開(kāi)關(guān)信號(hào)設(shè)定的時(shí)間定時(shí)電路開(kāi)關(guān)電路燈開(kāi)關(guān)信號(hào)燈的亮滅⑵電冰箱的溫度控制系統(tǒng)設(shè)定溫度控制電路壓縮機(jī)電冰箱輸出溫度溫度檢測(cè)裝置+-比較器⑶走道路燈的聲控系統(tǒng)聲音聲音

傳感器開(kāi)關(guān)電路燈開(kāi)關(guān)信號(hào)燈亮(4)交通路口紅綠燈自動(dòng)控制（根據(jù)車(chē)流量大小改變紅綠燈時(shí)間）系統(tǒng)設(shè)定紅綠燈停留時(shí)間控制電路紅綠燈

轉(zhuǎn)換器紅綠燈紅綠燈停留時(shí)間車(chē)流量檢測(cè)裝置開(kāi)關(guān)+-比較器課堂小結(jié)1.閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖給定量控制器執(zhí)行器被控對(duì)象控制量檢測(cè)裝置被控量×

+-比較器干擾：在控制系統(tǒng)