闭环控制系统的干扰与反馈

1、闭环控制系统的干扰与反馈 技术与设计2第四单元 在送乘飞机出行时，为什么不能 说祝你一路顺风?每天上学骑自行车的感受？乘 车的感受等？ 技术与设计2第四单元 干扰因素这节课我们就讨论讨论闭环 掌握系统的干扰与反馈。 技术与设计2第四单元 第四单元 第三节 掌握与设计 闭环掌握系统的干扰与反馈 长安一中 蒋建波 技术与设计2第四单元 一)什么是干扰因素： 1.干扰因素的概念： 在掌握系统中，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(interference)因素。 技术与设计2第四单元 案例一：逆风中骑自行车。脚踩的力给定量 自行车 行使的速度被控量 风 逆风、顺风、上坡路

2、技术与设计2第四单元 案例二：飞机飞行。 结论：在掌握系统中，干扰因素肯定 有，可能有一个，也可能有若干个。 技术与设计2第四单元 扩展争论： 生活中还有哪些例子说明“闭 环掌握系统的干扰是存在的，是不 可避开的”? 技术与设计2第四单元 立刻行动：在电冰箱的温度掌握系统中，下 列状况是否属于影响其温度掌握的干 扰因素？ (1)开电冰箱门。 外面热气进入冰箱将会引起箱内 温度变化，属于干扰因素。 技术与设计2第四单元 (2)电冰箱所在房间的温度从20 变到32属于干扰因素。 (3)把热菜或热饭放入电冰箱中。 属于干扰因素。 技术与设计2第四单元 (4)在冰箱外放一盆冷水。 严格说这也会引起环境

3、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。 技术与设计2第四单元 思索：在下表所列掌握系统中，可能 存在哪些干扰因素？掌握系统自动扶梯的升降 掌握系统 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。 利用滑轮组提升 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。 重物的掌握系统 蔬菜大棚的温度 掌握 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。 技术与设计2第四单元 案例分析： 电视机的工作。 电视机消失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

4、光灯等等。他们就是电视机 正常工作的干扰因素。 克服这些干扰的方法就是将家用电 器远离电视机放置。 技术与设计2第四单元 2.克服干扰的基本方法：a、消退干扰 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、提高掌握系统性能 采纳闭环掌握系统 技术与设计2第四单元 3.干扰因素的特点：(1)干扰既存在于闭环掌握中，也存 在于开环掌握中。 声控灯开环掌握，除输入的声音 外，其他声音就是其干扰因素；空调 房的温度掌握属于闭环掌握，室外环 境温度的变化就是它的干扰因素。 技术与设计2第四单元 (2)通常，干扰因素都是作用在控 制对象上，其作用是破坏掌握系统 的平衡使被控量偏

5、离平衡值。 (3)通常，干扰因素不止一个。如 自行车速度掌握 的干扰因素除逆风 外，还可能有路面状况(斜坡、粗 糙度)。 技术与设计2第四单元 (4)在进行掌握系统设计时，必需 对可能存在的干扰进行全面的调查和 分析，假如干扰比较常常和严峻，对 掌握目标影响产生严峻的后果，就必 须考虑抗干扰措施，保证掌握系统的 正常工作；假如可能存在的干扰不是 很严峻，对系统正常工作影响不大， 就可以忽视。由于任何抗干扰措施的 实现，都意味着系统结构的简单和成 本的增加。 技术与设计2第四单元 (5)对干扰的利用，是指有意对控 制系统施加干扰，使掌握系统无法 达到掌握的目标，而不是掌握系统 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。 技术与设计2第四单元 立刻行动： 生活中哪些干扰因素是可以利用 的？如何进行利用？ 火盆。冬天冷了，可以在室内放火 盆，这样可以使室内温度上升。 技术与设计2第四单元 二)反馈 1.什么是反馈(feedback)? 案例引入p110:投篮的工作过程 (1)请推断以上过程是开环，还 是闭环掌握？ 技术与设计2第四单元 (2)假如有风，请推断风可能对投 篮产生的影响，许宁可以怎样克服这 些影响？考虑可能的风向，及其影响。 顺向风： 许宁应减小投掷力气。 逆向风： 应增大投掷力气。 侧向风： 转变投掷角度。 在上例中：假如没有眼睛