二、克服干扰的基本方法.pptx

第四单元控制与设计第四节控制系统的干扰,合川实验中学,曾玉,每天上学骑自行车的感受？乘车的感受等？,在送乘飞机出行时，为什么不能说祝你一路顺风?,什么是干扰因素,各种电器设备对电视机的干扰.,干扰因素,一）什么是干扰因素：,1.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。,两点说明：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。,干扰因素举例,活动一：分析下图中的干扰因素,控制器,执行器,自行车,行使的速度,（被控量）,逆风、顺风、雨水,应保持的速度,活动二：飞机飞行。,结论：在控制系统中，干扰因素一定有，可能有一个，也可能有若干个。,扩展讨论：,生活中还有哪些例子说明“闭环控制系统的干扰是存在的，是不可避免的”？,马上行动,是,是,是,否,严格说这也会引起环境温度的变化，但这种变化一般有利于冰箱实现目标，不属于干扰因素。,外面热气进入冰箱将会引起箱内温度变化，属于干扰因素。,思考：在下表所列控制系统中，可能存在哪些干扰因素？,扶梯承载的重力、电机输出电压的波动、齿轮间的摩擦力等。,滑轮组的摩擦力、电机电源的波动等、绳子和滑轮，重物的重力。,外部环境温度的变化、大棚保温材料的保温性能产生变化等、植物排放的二氧化碳，温室效应。,案例分析：电视机的工作。,电视机出现画面紊乱的现象往往是由于受到外界磁场干扰。,比如：近距离摆放的电冰箱、空调器、电风扇、日光灯等等。他们就是电视机正常工作的干扰因素。克服这些干扰的办法就是：将家用电器远离电视机放置。,2.克服干扰的基本方法：,A、消除干扰在飞机上不能使用通信工具B、减弱干扰电器在使用时远离其它电子设备C、提高控制系统性能采用闭环控制系统,3.干扰因素的特点：,（1）干扰既存在于闭环控制中，也存在于开环控制中。,声控灯是开环控制，除输入的声音外，其他声音就是其干扰因素；空调房的温度控制属于闭环控制，室外环境温度的变化就是它的干扰因素。,（2）通常，干扰因素都是作用在控制对象上，其作用是破坏控制系统的平衡使被控量偏离平衡值。,（3）通常，干扰因素不止一个。如自行车速度控制的干扰因素除逆风外，还可能有路面状况（斜坡、粗糙度）。,（4）在进行控制系统设计时，必须对可能存在的干扰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和成本的增加。,（5）对干扰的利用，是指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，而不是控制系统本身需要干扰。例如：打狂犬疫苗、军事演习中对敌方信息指挥系统进行电磁波干扰。,火盆。冬天冷了，可以在室内放火盆，这样可以使室内温度升高。,马上行动：,生活中哪些干扰因素是可以利用的？如何进行利用？,反馈,被控量,在控制系统中，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）。,二）,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:,设定的温度,温度检测装置,预定航线,花房的温度,GPS,当前地理位置,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。,被控对象,给定值,被控量,干扰,比较器,闭环控制系统的工作过程,干扰,干扰,干扰,浮球,控制器,阀门,水箱,预设水位,进水量,比较器,供水水箱的水位自动控制系统,水位,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、外扰动对被控量产生的影响。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。,闭环控制系统与开环控制系统的比较,否,低,高,是,简单,复杂,精度要求低、稳定,精度要求高、高可靠性,1、干扰的概念2、克服干扰的