三 閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋

閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾和反饋第四章控制與設(shè)計sheryl——54496081@目錄Contents01干擾因素02反饋03功能模擬方法04黑箱方法01干擾因素在控制系統(tǒng)中，除輸入量（給定量）以外，引起被控量變化的各種因素稱為干擾因素。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。在控制系統(tǒng)中，干擾因素可能有一個，也可能有若干個。干擾原因干擾因素有的是由于環(huán)境造成的，如影響自行車行駛速度變化的自然風(fēng)等。干擾原因干擾因素有的是人為原因所致，如影響飛機導(dǎo)航信號的手機信號等。干擾因素電冰箱的溫度控制系統(tǒng)，下列情況是否屬于其溫度控制的干擾因素？開冰箱門冰箱所在房間的溫度從20度變?yōu)?2度把熱菜熱飯放入冰箱中在電冰箱外放一盆冷水是是是否克服干擾控制系統(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的干擾，當(dāng)室外溫度升高，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克服這一干擾，使室溫保持穩(wěn)定。030201消除干擾減弱干擾提高控制系統(tǒng)性能在飛機中不能使用通信設(shè)備電器在使用時要遠(yuǎn)離其他電子設(shè)備盡可能使用閉環(huán)控制系統(tǒng)克服干擾方法干擾因素，有時要克服，有時還可以利用。手機來電閃，根據(jù)電磁波干擾原理。干擾因素02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。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+-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，所以一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，能夠克服外界的干擾，使被控量控制在給定值附近。閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程被控對象給定值被控量反饋環(huán)節(jié)控制器執(zhí)行器比較器干擾干擾干擾干擾供水水箱的水位自動控制系統(tǒng)看圖找出控制系統(tǒng)的各部分。浮球控制器閥門水箱預(yù)設(shè)水位進(jìn)水量比較器實際水位加熱爐的溫度自動控制系統(tǒng)看圖找出控制系統(tǒng)的各部分。熱電偶控制器加熱器加熱爐設(shè)定溫度進(jìn)水量比較器實際溫度102030405060708090100102030405060708090100閉環(huán)控制有反饋精度高結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本高系統(tǒng)本身不穩(wěn)定的應(yīng)用領(lǐng)域開環(huán)控制無反饋精度低結(jié)構(gòu)簡單成本低系統(tǒng)本身很穩(wěn)定的應(yīng)用領(lǐng)域控制系統(tǒng)反饋控制精度結(jié)構(gòu)成本應(yīng)用范圍閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)的比較03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)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。事例輸入量檢測裝置輸出量花房恒溫自動控制射擊馬上行動：設(shè)定的溫度溫度檢測裝置花房的溫度靶心的位置眼睛子彈射擊位置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通過對系統(tǒng)輸入輸出關(guān)系的研究，推斷出系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其功能的方法反饋方法2功能模擬法黑箱方法1加熱爐的溫度控制系統(tǒng)對比比較以上兩個控制系統(tǒng)：控制器代替人腦實現(xiàn)溫度控制的功能，執(zhí)行器代替人手實現(xiàn)了調(diào)壓的功能，檢測裝置代替了人眼實現(xiàn)了檢測溫度值的功能。功能模擬法以功能和行為的相似性為基礎(chǔ)，以“模型”模擬“原型”的功能和行為聽聲音看瓜藤看形狀掂重量看紋路如何挑選西瓜黑箱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)和功能的方法黑箱方法應(yīng)用輸入輸出需要了解的情況判斷生熟雞蛋中醫(yī)診斷病情B超探測胎兒性別了解計算機基本性能供水水箱的水位自動控制系統(tǒng)搖、轉(zhuǎn)、看生或熟旋轉(zhuǎn)速度望聞問切是否健康氣色、舌苔、脈博等B超超聲波胎兒性別超聲圖像運行運用程序計算機的反應(yīng)基本性能好壞除輸入量（被控量）以外，引起被控量變化的各種因素。干擾因素1、消除干擾2、減弱干擾3、提高控制系統(tǒng)性能克服干擾的方法通過檢測裝備返回到輸入端并進(jìn)行比較的過程。反饋1、功能模擬法2、黑箱方法反饋方法課后小結(jié)熱身練習(xí)1、自行車剎車控制過程如下：剎車時，施加一定的握把力，通過杠桿系統(tǒng)，使剎車片壓緊車圈（或輪軸），車輪減速。剎車握緊力與車輪轉(zhuǎn)速一一對應(yīng)。這是一個開環(huán)控制系統(tǒng)，在這個控制系統(tǒng)中控制器是：（）

A．人腦B．握把C．剎車片D．車輪A熱身練習(xí)2、如圖所示是一個自動控制水龍頭，當(dāng)人手靠近時水流出，手拿開時水停止流出，出水時間超過1分鐘就會自動關(guān)水。該水龍頭控制系統(tǒng)屬于（）

A．開環(huán)控制 B．閉環(huán)控制 C．人工與自動相結(jié)合D．水龍頭的開啟是開環(huán)控制，關(guān)閉是閉環(huán)控制A熱身練習(xí)3、．（接上題）下列可以作為該控制系統(tǒng)執(zhí)行器的是：(）A.電磁閥門B.控制電路C.紅外線傳感器D.電源

A熱身練習(xí)4、冰箱的溫控系統(tǒng)采用閉環(huán)控制，為了進(jìn)一步提高其抗干擾性能，設(shè)計中采取的措施是：（）

A．增加反饋環(huán)節(jié) B．提高壓縮機制冷量C．提高箱體隔熱性能D．說明書上建議用戶將冰箱遠(yuǎn)離其他家用電器放置C熱身練習(xí)5、下列選項中不屬于黑箱方法的是：（）

A．國際象棋中的人機對弈B．用萬用表去測試一段電路是否斷路C．通過拍打西瓜表面來判斷西瓜成熟情況D．中醫(yī)看病的“望聞問切

A熱身練習(xí)6、使用者雖然不一定懂得電視機內(nèi)部的構(gòu)造和機理，卻知道按哪個開關(guān)打開它，調(diào)整哪些開關(guān)可以得到清晰穩(wěn)定的畫面效果，判斷什么情況下大概出了什么故障等等。這是什么方法的一種具體應(yīng)用：（）

A、功能模擬法

B、黑箱方法C、反饋方法D、控制方法B熱身練習(xí)7、《三國演義》中第一百十二回司馬懿占北原渭橋諸葛亮造木牛流馬（如圖所示）中有有關(guān)木牛流馬的介紹。

木牛流馬最遠(yuǎn)可追溯到春秋末期。據(jù)王充在《論衡》中記載：魯國木匠名師魯班就為其老母