干擾與反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋

關(guān)于干擾與反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋收音機頻道（輸入）相應(yīng)的頻道的信息（輸出）電磁信號（干擾因素）第2頁,共26頁，2024年2月25日，星期天被控對象輸入量（給定值）輸出量（被控量）

干擾因素1、什么是干擾因素？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。（一）干擾因素第3頁,共26頁，2024年2月25日，星期天【馬上行動】對于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。（1）開電冰箱門（2）電冰箱所在房間的溫度從20。C變到32。C；（3）把熱菜或熱飯放入電冰箱中；（4）在電冰箱外放一盆冷水給定溫度電冰箱實際溫度干擾因素牛刀小試√√√×第4頁,共26頁，2024年2月25日，星期天

在控制系統(tǒng)中干擾因素可能有一個，也可能有若干個，有些干擾因素是由于環(huán)境造成的，有的干擾因素是人為原因所致的。【思考】：蔬菜大棚的溫度控制可能存在哪些干擾因素。外部環(huán)境的變化、大棚保溫材料的保溫性能等第5頁,共26頁，2024年2月25日，星期天

在一般控制系統(tǒng)中，干擾因素是需要克服的。而在有些情況下，卻可以利用干擾因素實現(xiàn)某種目的。

干擾因素是否一無是處？例如：在軍事演習(xí)中，紅方利用一定頻率的電磁波對藍(lán)方的信息指揮系統(tǒng)進(jìn)行干擾，使之不能正常工作。第6頁,共26頁，2024年2月25日，星期天

這些都是有意對控制系統(tǒng)施加干擾，使控制系統(tǒng)無法達(dá)到控制的目標(biāo)。思考：是不是控制系統(tǒng)本身需要干擾？第7頁,共26頁，2024年2月25日，星期天控制系統(tǒng)在工作過程中必須克服干擾，

使被控量穩(wěn)定克服干擾的基本方法：方法1：消除干擾X第8頁,共26頁，2024年2月25日，星期天克服干擾的基本方法：方法2：減弱干擾

電視機克服磁場干擾的方法是什么？【案例分析】：電視機

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我們也可以通過加強控制系統(tǒng)的性能來提高抗干擾能力，比較常用的就是在控制系統(tǒng)中引入反饋?？朔蓴_的基本方法：方法3：反饋第10頁,共26頁，2024年2月25日，星期天游戲：蒙著眼睛畫鼻子（二）反饋第11頁,共26頁，2024年2月25日，星期天預(yù)期位置人實際位置眼睛-+干擾因素第12頁,共26頁，2024年2月25日，星期天（二）反饋什么是反饋？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）。第13頁,共26頁，2024年2月25日，星期天【小試驗】坐姿提醒器報警試驗

試驗?zāi)康模和ㄟ^視力保護(hù)提醒器報警試驗理解反饋的原理。

試驗任務(wù)：使用視力保護(hù)提醒器，結(jié)合產(chǎn)品說明書，試說明其工作原理。使用者坐姿正確時，水銀開關(guān)處于斷開狀態(tài)，語音裝置不發(fā)聲。當(dāng)使用者頭部前傾至一定角度時，語音裝置發(fā)出提醒聲音。使用者根據(jù)提醒聲音糾正坐姿，從而克服干擾因素。第14頁,共26頁，2024年2月25日，星期天正確坐姿人實際坐姿坐姿提醒器-+干擾因素第15頁,共26頁，2024年2月25日，星期天案例分析：電冰箱的溫度控制系統(tǒng)控制的目的輸入量輸出量該系統(tǒng)是如何實現(xiàn)溫度的自動控制的？控制溫度給定溫度電冰箱實際溫度

感溫包不斷地感測電冰箱內(nèi)的工作溫度，并將溫度信號及時反饋為傳動膜片的伸與縮的動作，改變活動觸點的位置，進(jìn)而改變壓縮機的工作狀態(tài)。第16頁,共26頁，2024年2月25日，星期天給定溫度電冰箱(被控對象)實際溫度感溫包、膜盒、傳動膜片（檢測、反饋）-+反饋主彈簧及連接桿(控制器)活動觸點(執(zhí)行器)第17頁,共26頁，2024年2月25日，星期天

由于某種干擾因素的存在，系統(tǒng)的被控量偏離給定值時，閉環(huán)控制系統(tǒng)中的反饋環(huán)節(jié)能及時檢測出被控量的值，并迅速反饋到輸入端，與給定值進(jìn)行比較，控制器根據(jù)比較得到的變差信號進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使系統(tǒng)的被控量接近給定值，達(dá)到精確控制的目的。第18頁,共26頁，2024年2月25日，星期天

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)運行的方法，稱為反饋方法。

反饋方法是通過對結(jié)果的檢測來調(diào)整過程從而獲得更為理想結(jié)果的思想和方法，它已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。第19頁,共26頁，2024年2月25日，星期天

普通電水壺將水加熱至沸騰時，需要人工關(guān)閉電源，而自動保溫電水壺具有當(dāng)水溫達(dá)到沸點時自動切換到保溫狀態(tài)的功能，這也是運用反饋方法實現(xiàn)自動控制的結(jié)果。飲水機、空調(diào)對于溫度的控制亦是如此。第20頁,共26頁，2024年2月25日，星期天干擾利用克服消除干擾減弱干擾反饋內(nèi)容小結(jié)第21頁,共26頁，2024年2月25日，星期天

在進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計時，必須對可能存在的干擾因素進(jìn)行全面的調(diào)查和分析，如果干擾比較經(jīng)常和嚴(yán)重，對控制目標(biāo)影響產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，就必須考慮抗干擾措施，保證控制系統(tǒng)的正常工作；如果可能存在的干擾不是很嚴(yán)重，對系統(tǒng)正常工作影響不大，就可以忽略。因為任何抗干擾措施的實現(xiàn)，都意味著系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和成本的增加。第22頁,共26頁，2024年2月25日，星期天1、克服干擾的基本方法不包括：A、減弱干擾B、提高系統(tǒng)性能

C、增強對干擾的控制D、消除干擾知識檢測第23頁,共26頁，2024年2月25日，星期天2、在空調(diào)器的溫度控制系統(tǒng)中，下列不屬于影響其溫度控制的干擾因素是（）A、打開門窗B、空調(diào)器所在的房間溫度由20。C變?yōu)?2。CC、房屋的格局D、房間內(nèi)人數(shù)增加。第24頁,共26頁，2024年2月25日，星期天3、家用冰箱的溫控系統(tǒng)采用閉環(huán)控制。為了進(jìn)一步提高其抗干擾的性能，設(shè)計中采取的措施是（）