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《技術(shù)與設(shè)計(jì)2》第四章第4節(jié)
控制系統(tǒng)的干擾
什么是干擾因素
各種電器設(shè)備對(duì)電視機(jī)的干擾.
干擾因素
你知道生活中有那些干擾現(xiàn)象呢？
擴(kuò)音器受手機(jī)信號(hào)或其它影響有噪音
飛機(jī)在飛行中遇到強(qiáng)氣流或風(fēng)暴的影響
逆風(fēng)中騎自行車
…...
一、干擾的概念
干擾：
干擾因素：
控制系統(tǒng)
輸入量
干擾因素
輸出量
準(zhǔn)確地說(shuō)，干擾就是控制系統(tǒng)的外部環(huán)境或條件對(duì)系統(tǒng)的工作準(zhǔn)確性產(chǎn)生的影響。（p118）
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。
有的干擾因素是由于環(huán)境造成的，如影響自行車行駛速度的變化的自然風(fēng)等；
有的干擾因素是人為原因所致，如影響飛機(jī)導(dǎo)航信號(hào)的手機(jī)信號(hào)等。
干擾因素
應(yīng)保持的速度
自行車
行使的速度
風(fēng)
給定量
被控量
逆風(fēng)、順風(fēng)、雨水……
干擾因素可能一個(gè)，也可能若干個(gè)。
控制系統(tǒng) 干擾因素
自動(dòng)扶梯的升降控制系統(tǒng)
利用滑輪組提升重物的控制裝置
蔬菜大棚的溫度控制
下表所列控制系統(tǒng)中，可能存在哪些干擾因素？
電機(jī)輸出電壓的波動(dòng)等、齒輪間的摩擦力等
滑輪組的摩擦力等
外部環(huán)境溫度變化，大棚保溫材料的保溫性能改變等
克服干擾
控制系統(tǒng)在工作過(guò)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這一干擾，當(dāng)室外溫度升高時(shí)，空調(diào)器監(jiān)測(cè)出干擾引起的室內(nèi)溫度變化，通過(guò)啟動(dòng)壓縮機(jī)降溫來(lái)克服這一干擾，使室溫保持穩(wěn)定。
課堂練習(xí)
電冰箱溫度控制系統(tǒng)，下列情況是否屬于影響溫度控制的干擾因素。
事件 是否 干擾因素 理由
是
是
是
否
外面熱氣進(jìn)入冰箱將會(huì)引起箱內(nèi)溫度變化，屬于干擾因素。
從20度變到32度的溫差變化通過(guò)冰箱保溫層影響了冰箱內(nèi)的溫度，屬于干擾因素。
熱飯熱菜直接影響了冰箱里的溫度，屬于干擾因素。
嚴(yán)格說(shuō)這也會(huì)引起環(huán)境溫度的變化，但這種變化一般有利于冰箱實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，不屬于干擾因素。
練習(xí)
找出干擾因素的方法：引起輸出量變化的原因
電冰箱所在房間的溫從20度變到32度
把熱菜熱飯放入電冰箱中
在電冰箱外放一盆冷水
開(kāi)電冰箱門(mén)
二、干擾因素分析及特點(diǎn)
（1）可以說(shuō)任何控制系統(tǒng)都受干擾因素的影響，沒(méi)有絕對(duì)不存在干擾的控制系統(tǒng) 。
（2）通常，干擾因素不止一個(gè)。
有的干擾因素是由于環(huán)境造成的
（例如：冰箱溫度的控制等）
（例如：外界強(qiáng)光干擾投影儀的播放效果）
有的干擾因素是人為原因所致
（例如：老師干擾學(xué)生墊乒乓球）
（3）干擾因素在開(kāi)閉環(huán)中都是表示在被控對(duì)象上：
找出干擾因素的方法：引起輸出量變化的原因
1、干擾因素的分析：
2、干擾因素的特點(diǎn)：
輸出量
被控對(duì)象
控制量
輸入量
控制器
執(zhí)行器
干擾因素
三、抗干擾
1、抗干擾性：如果一個(gè)控制系統(tǒng)能夠很好地避開(kāi)或抑制干擾，使干擾對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響很少，我們就說(shuō)這個(gè)系統(tǒng)抗干擾性強(qiáng)。（p119）
2、克服干擾的基本方法
A）消除干擾
B）減弱干擾
C）提高控制系統(tǒng)性能
干擾的形成包括三個(gè)要素：
1、干擾源，2、傳播途徑，3、接受載體 。
三個(gè)要素缺少任何一項(xiàng)，干擾都不會(huì)產(chǎn)生。
知識(shí)拓展
四、開(kāi)閉環(huán)的抗干擾
被控對(duì)象
控制量
輸入量
控制器
輸出量
執(zhí)行器
檢測(cè)裝置
干擾因素
2、閉環(huán)控制系統(tǒng)比開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)具有更好的抗干擾能力,那么是否都應(yīng)該用閉環(huán)控制代替開(kāi)環(huán)控制呢？
是否采用閉環(huán)控制主要看對(duì)控制系統(tǒng)的要求(如成本,控制要求).
因?yàn)槿魏慰垢蓴_措施的實(shí)現(xiàn)，都意味著系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜和成本的增加 。
1、在出現(xiàn)干擾的情況下,開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)哪種受干擾的影響小？為什么？
由于閉環(huán)中有反饋環(huán)節(jié)的存在
開(kāi)環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)都存在干擾。閉環(huán)由于有反饋環(huán)節(jié)，故比開(kāi)環(huán)抗干擾性更強(qiáng)。
EB-52H大型電子干擾飛機(jī)
五、干擾的利用
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(shí)現(xiàn)某種目的.
對(duì)干擾的利用，是指有意對(duì)控制系統(tǒng)施加干擾，使控制系統(tǒng)無(wú)法達(dá)到控制的目標(biāo)。而不是控制系統(tǒng)本身需要干擾。
例如：軍事演習(xí)中對(duì)敵方信息指揮系統(tǒng)進(jìn)行電磁干擾；
海灣戰(zhàn)爭(zhēng)初期美國(guó)先用EB-52H電子干擾機(jī)使伊拉克指揮系統(tǒng)癱瘓
在高考時(shí)考場(chǎng)上,可以利用信號(hào)的干擾來(lái)干擾考生的舞弊行為等。
知識(shí)拓展
黑箱方法
通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的輸入與輸出的關(guān)系的研究，進(jìn)而推斷出系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其功能的方法。黑箱方法提供了一種不必打開(kāi)黑箱就可以研究其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能的方法。
中醫(yī)“望聞問(wèn)切”
挑西瓜
列舉黑箱方法應(yīng)用的例子，并填寫(xiě)下表。
黑箱方法應(yīng)用的例子 輸 入 輸 出 需要了解的情況
馬上行動(dòng)：P116
判斷生熟雞蛋
搖、轉(zhuǎn)、看
生或熟
旋轉(zhuǎn)速度
中醫(yī)診斷病情
望、聞、問(wèn)、切
是否健康
氣色、舌苔、脈搏等
B超探測(cè)胎兒性別
B型超聲波
超聲圖象
胎兒性別
了解計(jì)算機(jī)的基本性能
運(yùn)行應(yīng)用程序
計(jì)算機(jī)的反應(yīng)
計(jì)算機(jī)基本性能的好壞
大腦
肢體
飛鏢
期望值
落點(diǎn)
給定量
控制器
執(zhí)行器
被控對(duì)象
被控量
投飛鏢
命令發(fā)出者是：
命令執(zhí)行者是：
命令的作用對(duì)象是：
反饋環(huán)節(jié)是：
大腦
手
針、線
眼睛
“穿針引線”過(guò)程中
眼睛
大腦
手
針
線
給定值
被控量
控制量
比較器
小結(jié)
1、干擾的概念（干擾和干擾因素）
2、干擾因素分析（找出干擾因素）
3、干擾因素的特點(diǎn)
4、抗干擾
4、開(kāi)閉環(huán)的抗干擾
6、干擾的利用
謝謝再見(jiàn)！

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