資源簡介

(共27張PPT)
開環控制系統和閉環控制系統
從信息傳遞過程上
從構成上：
閉環控制系統比開環控制系統多了一個檢測輸出量的裝置
從定義上：
開環控制系統：信息的傳遞是單向的。
閉環控制系統：信息的傳遞是一條閉合的回路。
開環控制系統：系統的輸出量不對系統的控制產生任何影響
閉環控制系統：系統的輸出量返回到輸入端并對控制過程產生影響。
想一想：
糧庫的溫度和濕度都要控制。小型糧庫一般是定期進行人工檢測，根據需要進行濕度和溫度控制。如果要實現溫度和濕度的自動控制，可采用什么辦法？請用方框圖說明你的想法。
輸入量 輸出量 被控 對象 控制器 執行器 控制量
給定溫度和濕度
實際溫度和濕度
糧庫
控制
電路
降溫除濕裝置
溫度和濕度
糧庫的溫度和濕度自動控制系統
給定
溫度、濕度
糧庫
溫度、濕度
控制器
降溫除濕裝置
實際溫度
比較器
溫度檢測裝置
＋
－
閉環控制系統的干擾與反饋
收音機
頻道
（輸入）
相應的頻
道的信息
（輸出）
電磁信號
（干擾因素）
被控對象
輸入量
（給定值）
輸出量
（被控量）
干擾因素
1、什么是干擾因素？
在控制系統中，除輸入量（給定值）以外，引起輸出量（被控量）變化的各種因素稱為干擾因素。
（一）干擾因素
【說一說】
騎自行過程中存在哪些干擾因素。
牛刀小試
自行車
應保持
的速度
行車速度
干擾因素
【馬上行動】對于電冰箱的溫度控制系統，下列情況是否屬于影響其溫度控制的干擾因素。
（1）開電冰箱門
（2）電冰箱所在房間的溫度從20。C變到32。C；
（3）把熱菜或熱飯放入電冰箱中；
（4）在電冰箱外放一盆冷水
給定溫度
電冰箱
實際溫度
干擾因素
在控制系統中干擾因素可能有一個，也可能有若干個，有些干擾因素是由于環境造成的，有的干擾因素是人為原因所致的。
【思考】：在下表所列控制系統中，可能存在哪些干擾因素。
控制系統 干擾因素
自動扶梯的升降控制系統
蔬菜大棚的溫度控制
在一般控制系統中，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現某種目的。
例如：在軍事演習中，紅方利用一定頻率的電磁波對藍方的信息指揮系統進行干擾，使之不能正常工作。
你還知道哪些干擾因素可以利用的例子？
干擾因素是否一無是處？
這些都是有意對控制系統施加干擾，使控制系統無法達到控制的目標。
思考：是不是控制系統本身需要干擾？
控制系統在工作過程中必須克服干擾，
使被控量穩定
克服干擾的基本方法：
方法1：消除干擾
X
克服干擾的基本方法：
方法2：減弱干擾
電視機克服磁場干擾的方法是什么？
【案例分析】：電視機
我們也可以通過加強控制系統的性能來提高抗干擾能力，比較常用的就是在控制系統中引入反饋。
克服干擾的基本方法：
方法3：
（二）反饋
什么是反饋？
在自動控制系統中，將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（feedback）。
案例分析：電冰箱的溫度控制
系統控制的 目的 輸入量 輸出量
該系統是如何實現溫度的自動控制的？
控制溫度
給定溫度
電冰箱工作溫度
感溫包不斷地感測電冰箱內的工作溫度，并將溫度信號及時反饋為傳動膜片的伸與縮的動作，改變活動觸點的位置，進而改變壓縮機的工作狀態。
給定溫度
電冰箱溫度控制系統
實際溫度
檢測裝置
（感溫包、膜盒、傳動膜片）
-
+
反饋
干擾因素
利用反饋來分析和處理被控對象，通過系統的輸出來調整系統的行為，使系統沿著預期的目標運行的方法，稱為反饋方法。
反饋方法是通過對結果的檢測來調整過程從而獲得更為理想結果的思想和方法，它已經在很多領域得到了廣泛的應用。
普通電水壺將水加熱至沸騰時，需要人工關閉電源，而自動保溫電水壺具有當水溫達到沸點時自動切換到保溫狀態的功能，這也是運用反饋方法實現自動控制的結果。飲水機、空調對于溫度的控制亦是如此。
功能模擬方法
以功能和行為的相似性為基礎，用“模型”模擬“原型”的功能和行為，就是功能模擬法
比較加熱爐溫度自動控制系 統與手動控制系統，我們發現，控制器代替人腦實現了溫度控制的功能，執行器代替人手實現了調壓的功能，檢測裝置代替了人眼實現了檢測溫度值的功能。
歷史上曾經有過能模擬人
的動作行為的各種模型，卻沒
有解決從結構上模擬人的大腦
進行思考的問題，因為人的大
腦太復雜了。在沒有徹底弄清
人腦內部結構和機理的情況下，
必須另辟一條新的模擬途徑，這條途徑不要求從結構上去模擬人腦，而是只要求模型在功能行為上與人腦相似。也就是，僅僅根據模型和人腦在功能行為上的相似，實現對人腦的模擬。
例如：在國際象棋的人機對弈中，計算機具有與人腦類似的邏輯判斷功能，能模擬棋手的思維與人下棋。
對人腦的模擬
黑箱方法
通過對系統的輸入與輸出的關系的研究，進而推斷出系統內部結構及其功能的方法。黑箱方法提供了一種不必打開黑箱就可以研究其內部結構和功能的方法。
中醫“望聞問切”
挑西瓜
【小結】：
干擾因素：在控制系統中，除輸入量（給定值）以外，引起輸出量（被控量）變化的各種因素稱為干擾因素。
控制系統在工作過程中必須克服干擾，使被控量穩定。
克服干擾的基本方法：
（1）消除干擾。找出干擾源，切斷干擾。
（2）減弱干擾。
（3）加強系統性能提高抗干擾能力。比較常見的方法是在控制系統中引入反饋。
檢測：
1、克服干擾的基本方法不包括：
A、減弱干擾
B、提高系統性能
C、增強對干擾的控制
D、消除干擾
2、在空調器的溫度控制系統中，下列不屬于影響其溫度控制的干擾因素是（）
A、打開門窗
B、空調器所在的房間溫度由20。C變為32 。C
C、房屋的格局
D、房間內人數增加。
3、家用冰箱的溫控系統采用閉環控制。為了進一步提高其抗干擾的性能，設計中采取的措施是（ ）
A、增加反饋環節
B、提高壓縮機的制冷量
C、提高箱體的隔熱性能
D、說明書上建議用戶將冰箱遠離其他家用電器放置。

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