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(共18張PPT)
第三節
閉環控制系統的干擾與反饋
控制器
輸入量
輸出量
執行器
被控對象
控制量
閉環控制系統
被控對象
控制量
給定量
控制器
被控量
執行器
檢測裝置
比較器
+
-
開環控制系統
腳踩的力
自行車
行使的速度
干擾是指除給定量外，引起被控量量值變化的各種因素。
風
給定量
被控量
逆風、順風、上坡路……
干擾因素可能一個，也可能若干個。
干擾因素可能是環境造成的，也可能是人為原因所致。
一、干擾
干擾因素是否一無是處？
思考：
在軍事中，可利用一定頻率的電磁波對對方的信息指揮系統進行干擾。
干擾因素有時要克服，有時還可利用。
1、消除干擾：
在飛機上不能使用通信工具
2、減弱干擾：
電器在使用時遠離其它電子設備
3、提高控制系統性能
采用閉環控制系統
克服干擾的基本方法
閉環控制系統
被控對象
控制量
給定量
控制器
被控量
執行器
檢測裝置
比較器
+
-
1、什么是反饋
控制系統中，輸出量通過適當的檢測裝置返回到輸入端并與輸入量進行比較的過程，就是反饋 。
2、系統工程最重要的定理是反饋原理。一個系統要讓它穩定運行下去必須有反饋系統。
二、反饋
　　　閉環控制系統的核心是通過反饋來減少被控量（輸出量）的偏差。所以一個閉環控制系統，能夠克服外界干擾，使被控量控制在給定值附近。
被控對象
給定值
被控量
干擾
反饋環節
控制器
執行器
比較器
閉環控制系統的工作過程
干擾
干擾
干擾
理解水箱水位自動調節的過程
浮球
控制器
閥門
水箱
預設水位
進水量
比較器
供水水箱的水位自動控制系統
水位
熱電偶
控制器
加熱器
加熱爐
設定溫度
比較器
加熱爐的溫度自動控制系統
熱量
閉環控制系統與開環控制系統的比較
系統 開環控制系統 閉環控制系統
能否自動調節補償
控制精度
結構
適用場合
否
低
高
是
簡單
復雜
精度要求低、穩定
精度要求高、高可靠性
開環控制和閉環控制的區分方法：
a.控制系統有反饋的為閉環控制，無反饋為開環控制。
反饋是輸入量和輸出量進行對比的過程
b.控制系統的輸入量和輸出量是同類型量的為閉環控制，不同類型量的為開環控制。
c.能把某個物體的量控制在一定范圍內的控制系統一般為閉環控制。
有的開環控制系統也有檢測裝置，如紅外線感應的自動門控制系統。檢測裝置通常使用傳感器。
比方定時器控制設定到底多長時間（輸入），輸出：游泳池水位變化（輸出）推導出是（開環）
比方說，夏天天氣較熱，我回家后想開空調，拿起遙控板設定溫度（輸入），室內原來26攝氏度，空調設定20攝氏度，控制電路（控制器）控制壓縮機（執行器），被控對象是空調，輸出量？房間內實際溫度（閉環）
　　在出現干擾的情況下，開環控制系統和閉環控制系統哪種受干擾的影響小？為什么？
思考與分析
閉環控制系統受影響較小，因為閉環控制系統能不斷修正控制效果。
　　舉出一些由于干擾而使控制系統受到影響的例子。
雨天交通 病毒攻擊 手機干擾飛機
中醫“望聞問切”
挑西瓜
三、控制系統的分析方法
黑箱方法
通過對系統的輸入與輸出的關系的研究推斷系統內部結構和功能的方法，通過觀測黑箱外部的輸入信息(外界對黑箱的影響)和輸出信息(黑箱對外界的反應)研究和認識其功能、特性、結構、機理。
練習：抽水馬桶水箱的自動控制系統
分析抽水馬桶水箱的水位自動控制系統，并回答以下問題：
（1）該系統的控制對象是什么？輸入量和輸出量分別是什么？
（2）該系統存在哪些干擾因素？
（3）該系統是開環控制還是閉環控制？請簡述你的理由。
答：（1）該系統的控制對象是抽水馬桶的水箱；輸入量是給定水位，輸出量是實際水位。
（2）干擾因素主要是水箱的出水流量。
（3）該控制系統是閉環控制系統。理由是該控制系統采用浮球作為水位的高度的檢測裝置，對控制過程進行了反饋。
練習： 抽水馬桶水箱的自動控制系統
（1）找出身邊開環電子控制系統和閉環電子控制系統的例子。
馬上行動
開環電子控制系統：
閉環電子控制系統：
電熨斗、電子門鈴、電子調光臺燈、電子手表、程序控制洗衣機、帶遙控電視機
空調機、電冰箱、智能電飯煲、現代化農業溫室
謝謝！

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