資源簡介

(共15張PPT)
第四章 控制及其設計
第四節 控制中的干擾
教學內容
學習目標
理解控制、控制系統的含義及其在生活和生產中的應用。
了解手動控制、自動控制和智能控制的特點。
熟悉簡單開環控制、閉環控制的基本組成和工作過程，了解反饋的基本原理。
理解控制系統中控制器、執行器和被控對象等的作用，能用框圖對一個控制系統進行表達。
能夠分析簡單的被控對象的基本特征，確定被控量、控制量。
能進行簡單的控制系統的設計，并制作一個簡單的控制裝置，能夠對設計方案進行優化。
了解簡單的干擾現象及其對控制功能的影響，了解克服干擾的基本方法。
騎自行車的時候，除了輸入量，還有哪些因素影響人對自行車速度的控制？
什么是干擾：使我們的控制偏離期望值，影響控制目標的達成因素。
自行車如何克服這些干擾呢？
還有哪些干擾因素對控制系統造成影響的例子？如何克服這些干擾呢？
引入
下雨
大風
轉彎
路面凹凸不平
上斜坡或者下斜坡
不考慮干擾的開環控制系統
考慮干擾的開環控制系統
一、干擾對控制功能的影響
干擾影響被控量，會產生錯誤的控制動作。
不考慮干擾的閉環控制系統
考慮干擾的閉環控制系統
一、干擾對控制功能的影響
思考：開環控制系統和閉環控制系統中哪個受干擾的影響較小？為什么？
結論：反饋環節，有助于減少干擾對控制的影響。
干擾對控制的影響：
冰箱
控制目標是保持冰箱內的溫度，開門會使其溫度發生變化，造成干擾。
射箭
在射箭的過程中會遇到風，影響飛行，也是干擾。
舉例：干擾影響控制系統的例子
空調
無人機飛行
太陽能發電板
安全監控攝像機
一、干擾對控制功能的影響
思考：能不能利用干擾實現一些功能目標？
戰斗機用的干擾彈，干擾導彈確認目標。
飛機起飛時的風，逆風起飛。
考場安裝手機信號屏蔽器。
一、干擾對控制功能的影響
要保證控制系統的正常工作，就需要克服干擾，減少對控制的影響。如何克服干擾呢？
路燈的控制，閉環減少干擾。
定時蔬菜灌溉系統改為土壤檢測控制。
開環控制系統的結構比較簡單，適用于控制精度要求不高的場合。
閉環控制系統的優點是控制精度高，對干擾造成的輸出量偏差可以進行控制修正。
與開環控制系統相比，閉環控制系統的設計比較麻煩，結構也相對復雜，構成控制系統的成本較高。
閉環控制系統用于要求高精度和高可靠性的場合，可以減少干擾的影響。
二、克服干擾的基本方法
克服干擾：開環改為閉環
可避免就避免，不可避免就減少
可以避免的干擾
室內射箭
恒溫化學反應
不可避免的干擾
電冰箱設置獨立空間
風對飛機、導彈飛行的干擾
二、克服干擾的基本方法
確認干擾來源于人還是環境的影響。
確認是單個干擾因素還是多個干擾因素。
項目選擇：
●項目1：升國旗定時控制裝置
●項目2：恒溫箱的溫度控制裝置
目的及要求
通過具體的設計制作活動，進一步理解和應用控制系統設計的基本思想和方法。
繪制簡單的設計圖紙，編制設計說明書。
若有條件，嘗試運行（或模擬）設計方案。
盡量使用計算機輔助設計軟件進行設計。
以小組為單位，分工合作完成。
設計過程
設計目標及要求。討論并列出具體的性能指標，如設定時間（項目1）、恒定溫度 （項目2）等。
搜集相關資料。
了解同類（或相關）項目（裝置）的工作原理。
搜集、整理相關的技術資料。
制訂設計方案。
繪制簡單的設計圖紙，有條件可運用繪圖軟件繪制。
列出所用的元器件清單。
收集意見，修改設計方案。
有條件可模擬系統方案的實施。
三、控制系統設計
編寫設計說明書
對設計項目進行簡要的定性分析。
闡明重點考慮的因素及它們之間的關系。
列出費用預算。
簡要描述設計方案的實施效果。
附上設計圖紙。
評價與小結
以班級為單位，分別對各小組的設計方案進行評價。
比較各小組的設計方案，分別列出各個方案的優點和不足。
設計方案評價參考
編號 評價指標 小組自評 小組互評 老師評價
1 功能實現程度
2 元素選擇、配置的合理性
3 安全性
4 經濟性、節能程度
5 美觀性
6 設計特色（創意）
7 設計圖紙繪制水平
8 設計說明書編寫水平
9 其他
二、克服干擾的基本方法
習題
將食物放入冰箱內
打開冰箱門只查看內部情況
房間供電電壓不穩定
將冰箱的溫控旋鈕調整到5
控制量
輸出量
干擾
反饋
2．飛機飛行的時候，遇到氣流產生顛簸，在控制系統中，這種氣流屬于（　　）
1．在電冰箱使用過程中，下列情況不屬于干擾因素的是（　　）
D
C
習題
4．交通法規禁止開車時撥打和接聽手機。
從控制系統的角度分析撥打和接聽手機干擾了控制系統的哪個環節？為什么？
3．人在騎自行車的過程中會受到路況、風力、噪聲、刺眼的陽光、突發的事件等各種干擾，人如何能克服這些干擾？
總結
謝謝!

展開更多......

收起↑