03闭环控制系统的干拢与反馈.ppt

1、通用技术 技术与设计2 第四单元 控制与设计,黑龙江省红兴隆第一高中 胡亚辉,2、针对干扰源的措施： 加强国民交通意识；,3、管理措施： 交通部门设立道路隔离带、交通法加重对违章的处罚；,如何克服外界事物对驾驶汽车的干扰,1、控制系统的克服措施：刹车、转向、鸣喇叭；,1、干扰因素2、反馈3、功能模拟方法4、黑箱方法,三、闭环控制系统的干扰与反馈,学习目标： 1、能结合案例找出影响系统运行的主要干扰因素，并作分析。 2、熟悉闭环控制系统中反馈环节的作用。 3、熟悉闭环控制系统的工作过程。 4、了解功能模拟方法和黑箱系统方法在控制系统中的应用。,（1）干扰因素的含义,在控制系统中，除输入量（给定值

2、）以外，引起被控制量量值变化的各种因素称为干扰因素。,1、干扰因素,外界光线对 投影效果的干扰,控制系统在工作过程中必须克服干扰，使被控量稳定。,马上行动,在电冰箱的温度控制系统中，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变到32 ； （3）把热菜或热饭放入电冰箱中； （4）在电冰箱外放一盆冷水。,1、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？,1、干扰因素,案例分析,电 视 机,1、干扰因素,在一般控制系统中，干扰因素是需克服的。而在有些情况下，却可以利用干扰因素实现某种目的。 在生产生活中，我们需要以慎重、严谨的态

3、度对待干扰因素的利用。,（2）如何看待干扰因素,生活中哪些干扰因素是可以利用的？如何利用?,1、在军事演习中，双方可以用电磁波对对方进行电磁干扰。 2、渔民可以用声纳系统来探测渔群的大致方位。,马上行动,1、干扰因素,要避免干扰，就要减小或消除干扰因素对控制系统的影响，这就需要对输出量进行反馈。,（1）什么是反馈,2、反馈,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出量进行比较的过程，就是反馈。,投篮,案例分析,穿针引线,线的位置,人的眼睛,线与针对准,分析“穿针引线”的动作过程，并补充一个适当的事例填写下来。,马上行动,能扑灭蜡烛的机械人,打开机械人的开关,光敏、力敏传感器,找

4、到蜡烛，并将其扑灭。,2、反馈,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，称为的反馈方法。,（2）闭环控制系统的工作过程,2、反馈,闭环控制系统的核心是通过反馈来减少被控（输出量）的偏差。,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偏差信号进行调节，从而使系统的被控量接近给定值，达到精确控制的目的。,供水水箱的水位自动控制系统,案例分析,2、反馈,加热炉的温度自动控制系统,案例分析,2、反馈,（3）闭环控制系统和开环控制系统的比较

5、,2、反馈,3.功能模拟方法,以功能和行为的相似性为基础，用“模型”模拟“原型”的功能和行为的方法，就是功能模拟法。(仿生学、人工智能都用到了此方法）,国际象棋人机对绝,卡斯帕罗夫 籍贯：阿塞拜疆的首都巴库 生日：1963年4月13日 级别：国际特级大师 简介：童年时期他就以显示出国际象棋的天赋，他在受到苏联国际象棋机构全面的训练之后，随之而来的便是他辉煌的战绩。 1984年他赢得向当时的世界冠军卡尔波夫挑战的资格，第二年22岁的他成为历史上最年轻的国象冠军。从那以后他连续三次击败卡尔波夫，分别各一次击败英国的肖特和印度的阿南德。,案例分析,3.功能模拟方法,重达1.4吨，是一台RS/6000

6、SP型超级计算机，共装有32个并行处理器， 每秒能分析2亿步棋。“深蓝”对每步棋作出决定前，有四个主要考虑： （1）棋子，每只棋子各有价值，但在不同位置和棋局的不同阶段，价值会相对调整； （2）位置，电脑就棋子周围能够作安全攻击的四方格数目估值。控制愈多四方格，愈处于优 势； （3）步调，力求每一步皆有助于操作棋局； （4）保王，电脑替王所处的位置的安全性估值，以作出防卫棋步。 同时，“深蓝”内存贮了几乎世界上所有的棋谱，对于棋王过去下过的每一局棋都了如指掌，而且心无旁骛。它能根据卡氏过去的棋局进行程序优化。包装后的“深蓝”也可以在下棋过程中由人改变程序，根据棋面及时调整战略战术，表现出人性化

7、 的某些智能性。深蓝的心脏部分是评价函数。,深蓝计算机,3.功能模拟方法,结 局,1997年34岁的卡斯帕罗夫与“深蓝”的“人机大战”始于5月3日，双方先后共进行6局对弈。 在首局比赛中，卡斯帕罗夫执白先行，经过3个多小时的苦战击败“深蓝”，力拔头筹。在次日举行的第二局比赛中，“深蓝”却以凌厉的攻势和明显的优势战胜卡氏，扳回一局。在接下去的第三、第四和第五局比赛中，双方下得异常激烈，鏖战数小时，最终均战成平局。 11日举行的第六局比赛，“深蓝”充分利用执白先行的好处，一路强攻，仅用一个多小时，双方仅走19步，就让卡氏俯首称臣，取得了决定性 的胜利。,3.功能模拟方法,分析人与机对绝的过程,3.功能模拟法,4、黑箱方法,把将要研究的系统作为黑箱，通过对系统输入与输出关系的研究，进而推断出系统内部结构及其功能的方法，就是黑箱方法。,1.在不打开西瓜的前提下怎样来辨别西瓜的好坏？ 2.有两个鸡蛋，在不打开鸡蛋的前提下怎样来辨别哪个鸡蛋是生的、哪个熟的？,4、黑箱方法,讨 论,列举黑箱方法应用的例子，并填写下表。,启动计算机 应用程序 基本性能信息 计算机的基本性能,化学分子式 化学实验 数据、现象 分子式 的猜测,物理黑箱