干扰与反馈：闭环控制系统的干扰与反馈课件.ppt

干扰与反馈,闭环控制系统的干扰与反馈,收音机,频道（输入）,相应的频道的信息（输出）,电磁信号（干扰因素）,1、什么是干扰因素？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。,（一）干扰因素,【马上行动】对于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。,（1）开电冰箱门（2）电冰箱所在房间的温度从20。C变到32。C；（3）把热菜或热饭放入电冰箱中；（4）在电冰箱外放一盆冷水,牛刀小试,在控制系统中干扰因素可能有一个，也可能有若干个，有些干扰因素是由于环境造成的，有的干扰因素是人为原因所致的。,【思考】：蔬菜大棚的温度控制可能存在哪些干扰因素。,外部环境的变化、大棚保温材料的保温性能等,在一般控制系统中，干扰因素是需要克服的。而在有些情况下，却可以利用干扰因素实现某种目的。,干扰因素是否一无是处？,例如：在军事演习中，红方利用一定频率的电磁波对蓝方的信息指挥系统进行干扰，使之不能正常工作。,这些都是有意对控制系统施加干扰，使控制系统无法达到控制的目标。思考：是不是控制系统本身需要干扰？,控制系统在工作过程中必须克服干扰，使被控量稳定,克服干扰的基本方法：,方法1：消除干扰,克服干扰的基本方法：,方法2：减弱干扰,电视机克服磁场干扰的方法是什么？,【案例分析】：电视机,我们也可以通过加强控制系统的性能来提高抗干扰能力，比较常用的就是在控制系统中引入反馈。,克服干扰的基本方法：,方法3：反馈,游戏：蒙着眼睛画鼻子,（二）反馈,预期位置,人,实际位置,眼睛,-,+,干扰因素,（二）反馈,什么是反馈？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）。,【小试验】坐姿提醒器报警试验,试验目的：通过视力保护提醒器报警试验理解反馈的原理。试验任务：使用视力保护提醒器，结合产品说明书，试说明其工作原理。,使用者坐姿正确时，水银开关处于断开状态，语音装置不发声。当使用者头部前倾至一定角度时，语音装置发出提醒声音。使用者根据提醒声音纠正坐姿，从而克服干扰因素。,2019/12/14,15,可编辑,正确坐姿,人,实际坐姿,坐姿提醒器,-,+,干扰因素,案例分析：电冰箱的温度控制,该系统是如何实现温度的自动控制的？,控制温度,给定温度,电冰箱实际温度,感温包不断地感测电冰箱内的工作温度，并将温度信号及时反馈为传动膜片的伸与缩的动作，改变活动触点的位置，进而改变压缩机的工作状态。,给定温度,电冰箱(被控对象),实际温度,感温包、膜盒、传动膜片（检测、反馈）,-,+,反馈,主弹簧及连接杆(控制器),活动触点(执行器),由于某种干扰因素的存在，系统的被控量偏离给定值时，闭环控制系统中的反馈环节能及时检测出被控量的值，并迅速反馈到输入端，与给定值进行比较，控制器根据比较得到的变差信号进行调节，从而使系统的被控量接近给定值，达到精确控制的目的。,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。反馈方法是通过对结果的检测来调整过程从而获得更为理想结果的思想和方法，它已经在很多领域得到了广泛的应用。,普通电水壶将水加热至沸腾时，需要人工关闭电源，而自动保温电水壶具有当水温达到沸点时自动切换到保温状态的功能，这也是运用反馈方法实现自动控制的结果。饮水机、空调对于温度的控制亦是如此。,内容小结,在进行控制系统设计时，必须对可能存在的干扰因素进行全面的调查和分析，如果干扰比较经常和严重，对控制目标影响产生严重的后果，就必须考虑抗干扰措施，保证控制系统的正常工作；如果可能存在的干扰不是很严重，对系统正常工作影响不大，就可以忽略。因为任何抗干扰措施的实现，都意味着系统结构的复杂性和成本的增加。,1、克服干扰的基本方法不包括：A、减弱干扰B、提高系统性能C、增强对干扰的控制D、消除干扰,知识检测,2、在空调器的温度控制系统中，下列不属于影响其温度控制的干扰因素是（）A、打开门窗B、空调器所在的房间温度由20。C变为32。CC、房屋的格局D、房间内人数增加。,3、家用冰箱的温控系统采用闭环控制。为了进一步提高其