闭环控制系统的干扰与反馈 优秀课件

闭环控制系统的干扰与反馈 通用技术 技术与设计2

第四单元 控制与设计第三节 闭环控制系统的干扰与反馈桐乡第一中学 杜宗飞

QQ:254934905

闭环控制系统的干扰与反馈 通用技术 技术与设计2

什么是干扰因素

干扰因素

各种电器设备对电视机的干扰.

闭环控制系统的干扰与反馈 通用技术 技术与设计2

干扰因素的概念 在控制系统中，除输入量(给定值)以外， 引起被控量变化的各种因素称为干扰因素。 有的干扰因素是由于环境造成的，如影响自行车 行驶速度的变化的自然风等； 有的干扰因素是人为原因所致，如影响飞机导 航信号的手机信号等。

闭环控制系统的干扰与反馈 通用技术 技术与设计2

干扰因素应保持的速度给定量

自行车

行使的速度被控量

风 逆风、顺风、雨水……

干扰因素可能一个，也可能若干个。

闭环控制系统的干扰与反馈 通用技术 技术与设计2

克服干扰控制系统在工作过程中必 须克服干扰，使被控量稳定。空调器的温度控制系统是闭环控制 系统，它能克服室外温度变化这一 干扰，当室外温度升高时，空调器 监测出干扰引起的室内温度变化， 通过启动压缩机降温来克服这一干 扰，使室温保持稳定。

闭环控制系统的干扰与反馈 通用技术 技术与设计2

马上行动电冰箱的温度控制系统， 下列情况是否属于影响其温度控制的干扰因素开电冰箱门 电冰箱所在房间的温度从20度变到32度

是是

把热菜热饭放入电冰箱中在电冰箱外放一盆冷水

是否

闭环控制系统的干扰与反馈 通用技术 技术与设计2

下表所列控制系统中，可能存在哪些干扰因素？ 控制系统自动扶梯的升降控制系统

干扰因素电机输出电压的波动等、齿轮间 的摩擦力等 滑轮组的摩擦力等

利用滑轮组提升重物的控制装置

蔬菜大棚的温度控制

外部环境温度变化，大棚保 温材料的保温性能改变等

闭环控制系统的干扰与反馈 通用技术 技术与设计2

干扰因素是否一无是处？干扰因素有时要克服，有时还可利用。 在军事中，可利用一定频率的电磁波 对对方的信息指挥系统进行干扰。

手机来电闪，根据电磁波干扰原理

闭环控制系统的干扰与反馈 通用技术 技术与设计2

反馈闭环控制系统给定量

+

比较器

控制量

控制器

执行器

被控对象

被控量

检测装置

在自动控制系统中，将输出量通过适当的检测 装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程， 就是反馈(feedback)。

闭环控制系统的干扰与反馈 通用技术 技术与设计2

反馈方法：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 行为，使系统沿着预期的目标运行的方法，称为反馈方法。

马上行动:P111事例 花房恒温自 动控制 输入量 检测装置 输出量花房的温度 子弹射击位置

设定的温度靶心的位置

温度检 测装置眼睛

射击

闭环控制系统的干扰与反馈 通用技术 技术与设计2

闭环控制系统的工作过程闭环控制系统的核心是通过反馈来减少被控量(输出量) 的偏差。所以一个闭环控制系统，能够克服外界干扰，使被 控量控制在给定值附近。

给定值

比较器干扰

干扰

干扰

干扰 被控量

控制 器

执行 器反馈环节

被控 对象

闭环控制系统的干扰与反馈 通用技术 技术与设计2

供水水箱的水位自动控制系统

预设 水位 比较器

进水量

水位

控制器

阀门

水箱

浮球

闭环控制系统的干扰与反馈 通用技术 技术与设计2

加热炉的温自动控制系统

设定温度

热量

控制器比较器

加热器热电偶

加热炉

闭环控制系统的干扰与反馈 通用技术 技术与设计2

闭环控制系统与开环控制系统的比较 闭环控制：反馈控制， 偏差控制，可以抑 制内、外扰动对被量产生的影响。精度高、 结构复杂，设计、分析麻烦。 开环控制：顺向作用，没有反向的联系，没 有修正偏差能力，抗扰动性较差。结构简单、 调整方便、成本低。在精度要求不高或扰动 影响较小的情况下，这种控制方式还有一定 的实用价值。

闭环控制系统的干扰与反馈 通用技术 技术与设计2

闭环控制系统与开环控制系统的比较系统能否自动调 节补偿 控制精度 结构 适用场合

开环控制系统

闭环控制系统

否 低 简单

是 高 复杂

精度要求低、稳定 精度要求高、高可靠性

闭环控制系统的干扰与反馈 通用技术 技术与设计2

功能模拟方法比较加热炉温度自动控制系 统与手动控制系统，我们发现，控 制器代替人脑实现了温度控制的功能，执行器代替人手实现了 调压的功能，检测装置代替了人眼实现了检测温度值的功能。

以功能和行为的相似性为基础，用“模型”模拟“原 型”的功能和行为，就是功能模拟法