通用技术：控制系统的干扰与反馈

1、通用技术必修通用技术必修2第四第四章章 控制与设计控制与设计第第四四节节 控制系统的干扰控制系统的干扰 大方县第三中学欢迎你大方县第三中学欢迎你活动活动1： 请同学们阅读教材上两个案例，请同学们阅读教材上两个案例，分析每个系统中的控制过程分析每个系统中的控制过程什么是干扰因素什么是干扰因素各种电器设备对电视机的干扰.干扰因素干扰因素干扰因素的概念干扰因素的概念 在控制系统中，除输入量（给定值）以外，引起被控量变化的各种因素称为干扰因素干扰因素。如影响自行车行如影响自行车行驶速度的变化的自然风等；驶速度的变化的自然风等；o 如影响飞机导航如影响飞机导航信号的手机信号等。信号的手机信号等。干扰因素

2、干扰因素举例举例应保持的速度应保持的速度自行车自行车行使的速度行使的速度风风逆风、顺风、雨水逆风、顺风、雨水活动：分析下图中的干扰因素活动：分析下图中的干扰因素空调器的温度控制系统空调器的温度控制系统是闭环控制系统，它能克服室外温是闭环控制系统，它能克服室外温度变化这一干扰，当室外温度升高度变化这一干扰，当室外温度升高时，空调器监测出干扰引起的室内时，空调器监测出干扰引起的室内温度变化，通过启动压缩机降温来温度变化，通过启动压缩机降温来克服这一干扰，使室温保持稳定。克服这一干扰，使室温保持稳定。克服干扰的基本方法：克服干扰的基本方法：A、消除干扰、消除干扰如：在飞机上不能使用通信工具B、减弱干

3、扰、减弱干扰如：电器在使用时远离其它电子设备C、提高控制系统性能、提高控制系统性能如：采用闭环控制系统是是是是是是否否严格说严格说这也会引起环境这也会引起环境温度的变化，但这温度的变化，但这种变化一般有利于种变化一般有利于冰箱实现目标，不冰箱实现目标，不属于干扰因素属于干扰因素。 外面热气外面热气进入冰箱将会引进入冰箱将会引起箱内温度变化，起箱内温度变化，属于干扰因素属于干扰因素。电机输出电压的波动等、齿轮间电机输出电压的波动等、齿轮间的摩擦力等的摩擦力等滑轮组的摩擦力等滑轮组的摩擦力等外部环境温度变化，大棚保外部环境温度变化，大棚保温材料的保温性能改变等温材料的保温性能改变等干扰因素是否一无

4、是处？干扰因素是否一无是处？干扰因素有时要克服，有时还可利用干扰因素有时要克服，有时还可利用。 在军事中，可利用一定频率的电磁波对对方的信息指挥系统进行干扰。手机来电闪，根据电磁波干扰原理手机来电闪，根据电磁波干扰原理被控量被控量被控对象被控对象 控制量控制量给定量给定量控制器控制器执行器执行器检测装置检测装置比较器比较器+ +- - 在自动控制系统中，将输出量通过适当的检测在自动控制系统中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程，装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程，就是就是反馈（反馈（feedback）。反馈方法：反馈方法：利用反馈来分析和处理被控对象，通过系统

5、的输出来调整系统的行为，使系统沿着预期的目标运行的方法，称为反馈方法。反馈方法。马上行动马上行动:设定的温度设定的温度温度检温度检测装置测装置射击射击靶心的位置靶心的位置眼睛眼睛子弹射击位置子弹射击位置花房的温度花房的温度闭环控制系统的闭环控制系统的核心核心是通过反馈来减少被控量（输出量）是通过反馈来减少被控量（输出量）的偏差。所以一个闭环控制系统，能够克服外界干扰，使被的偏差。所以一个闭环控制系统，能够克服外界干扰，使被控量控制在给定值附近。控量控制在给定值附近。被控对象反馈环节控制器执行器闭环控制系统的工作过程闭环控制系统的工作过程浮球浮球控制器控制器阀门阀门水箱水箱预设预设水位水位进水量

6、进水量比较器比较器水位水位热电偶热电偶控制器控制器加热器加热器加热炉加热炉设定温度设定温度比较器比较器热量热量闭环控制系统与开环控制系统的比较闭环控制系统与开环控制系统的比较o闭环控制：闭环控制：反馈控制，反馈控制， 偏差控制，可以抑偏差控制，可以抑制内、外扰动对被量产生的影响。精度高、制内、外扰动对被量产生的影响。精度高、结构复杂，设计、分析麻烦。结构复杂，设计、分析麻烦。o开环控制：开环控制：顺向作用，没有反向的联系，顺向作用，没有反向的联系，没有修正偏差能力，抗扰动性较差。结构简没有修正偏差能力，抗扰动性较差。结构简单、调整方便、成本低。在精度要求不高或单、调整方便、成本低。在精度要求不高或扰动影响较小的情况下，这种控制方式还有扰动影响较小的情况下，这种控制方式还有一定的实用价值。一定的实用价值。闭环控制系统与开环控制系统的比较闭环控制系统与开环控制系统的比较否否低低高高是是简单简单复杂复杂精度要求低、稳定精度要求低、稳定 精度要求高、高可靠性精度要求高、高可靠性 1、干扰的概念 2、克服干扰的基本方法 3、反馈 小 结：练一练：练一练：某花农正在筹建一个小型花房，花房的温度冬季某花农正在筹建一个小型花房，花房的温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。请左右。请画出花房的温度控制系统的