(公开课1)闭环控制系统的干扰与反馈

1、什么是干扰因素？请看课本P.108页一）什么是干扰因素：一）什么是干扰因素：1.1.干扰因素的概念：干扰因素的概念： 在控制系统中，除输入量（给在控制系统中，除输入量（给定值）以外，引起被控量变化的各定值）以外，引起被控量变化的各种因素称为种因素称为干扰（干扰（interferenceinterference）因素因素。案例一：逆风中骑自行车。案例一：逆风中骑自行车。脚踩的力脚踩的力自行车自行车行使的速行使的速度度风风上坡路、路面摩上坡路、路面摩擦擦马上行动马上行动 P.108P.108 在电冰箱的温度控制系统中，下列情况是否属于影响其温度控制的干扰因素？（1）开电冰箱门。（2）电冰箱所在房间

2、的温度从20变到32（3）把热菜或热饭放入电冰箱中。（4）在冰箱外放一盆冷水。结论：干扰因素可能是一个，也可能有多个。结论：干扰因素可能是一个，也可能有多个。 干扰因素必须克服，使被控量稳定。干扰因素必须克服，使被控量稳定。在下表所列控制系统中，可能存在哪些干扰因素？在下表所列控制系统中，可能存在哪些干扰因素？控制系统干扰因素 自动扶梯的升降控制系统 利用滑轮组提升重物的控制系统 蔬菜大棚的温度控制 扶梯承载的重力、电机输出电压的波动、齿轮扶梯承载的重力、电机输出电压的波动、齿轮间的摩擦力等。间的摩擦力等。滑轮组的摩擦力、电机电源的波动等、绳子和滑轮组的摩擦力、电机电源的波动等、绳子和滑轮，重

3、物的重力。滑轮，重物的重力。外部环境温度的变化、大棚保温材料的保温性能产外部环境温度的变化、大棚保温材料的保温性能产生变化等、植物排放的二氧化碳，温室效应。生变化等、植物排放的二氧化碳，温室效应。思考思考案例（案例（P.109） 电视机 看电视时是否出现图像闪烁或画面紊乱的现象？近距离摆放的电冰箱、空调器、电风扇、日光灯等等。他们就是电视机正常工作的干扰因素。 克服这些干扰的办法就是将家用电器远离电视机放置。 可能原因是什么？如何克服？讨论：干扰是否都是有害的？A.消除干扰消除干扰在飞机上不能使用通信工具在飞机上不能使用通信工具B.减弱干扰减弱干扰电器在使用时远离其它电子设电器在使用时远离其它

4、电子设备备C.提高控制系统性能提高控制系统性能采用闭环控制系统采用闭环控制系统克服干扰的基本办法：克服干扰的基本办法：取杯游戏触觉（触觉（检测装置检测装置）大脑（控大脑（控制器）制器）手（执行手（执行器）器）杯子（被控对杯子（被控对象）象）形状形状 杯子杯子形状形状摩摩准备：两个水杯，一个编号为准备：两个水杯，一个编号为1，一个，一个 编号为编号为2。要求：叫两个同学将眼睛捂上。要求：叫两个同学将眼睛捂上。 1号同号同学取到学取到2号杯，号杯， 2号同学取到号同学取到1号杯。号杯。1. 反馈的定义？(P.110)感温包、膜盒、传感温包、膜盒、传动膜片（动膜片（检测反馈检测反馈）主弹簧及主弹簧及

5、连接杆连接杆（控制器）（控制器）活动触点活动触点（执行器）（执行器）压缩机、电冰压缩机、电冰箱（被控对象）箱（被控对象）电冰箱电冰箱温度温度 设定设定温度温度请阅读案例请阅读案例(P.110)电冰箱的温度控制电冰箱的温度控制利用反馈来分析和处理被控对利用反馈来分析和处理被控对象，通过系统的输出来调整系统的象，通过系统的输出来调整系统的行为，使系统沿着预期的目标运行行为，使系统沿着预期的目标运行的的，称为反馈方法。，称为反馈方法。 2.：除输入量（给定值）以外，引起除输入量（给定值）以外，引起被控值变化的各种因素称为干扰被控值变化的各种因素称为干扰因素。有的干扰因素是可被利用因素。有的干扰因素是

6、可被利用的。的。 在自动控制中，将输出量通过适当在自动控制中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程，就是反馈。量进行比较的过程，就是反馈。马上行动事例事例输入输入检测装置检测装置输出输出“穿针引线穿针引线” 线的位置线的位置人的眼睛人的眼睛线与针孔对准线与针孔对准靶的位置靶的位置 (期望值期望值)眼睛眼睛飞镖实际投掷的飞镖实际投掷的位置位置投掷飞镖投掷飞镖能扑灭蜡烛能扑灭蜡烛的机器人的机器人打开机器人打开机器人的开关的开关光敏、力敏光敏、力敏传感器传感器找到蜡烛、并将其找到蜡烛、并将其扑灭扑灭电冰箱电冰箱温控器设定温控器设定温度温度温度传感器温度传感器制冷后冰箱内温制冷后冰箱内温度度分析分析“穿针引线穿针引线”的动作过程，并补充一个适当的事例填写下表。的动作过程，并补充一个适当的事例填写下表。某花农正在筹建一个小型花房，花房的温度冬季一般某花农正在筹建一个小型花房，花房的温度冬季一般控