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4.4 控制系统的干扰 投篮 投篮闭环控制系统方框图 人体温度控制系统框图 飞机俯仰姿态控制系统框图 大棚温度调节控制系统 分析4、绘制系统框图 分析4、绘控制系统框图 2、人体温度控制系统分析 功能： 维持人体提问在正常温度范围内，如37°。 系统组成： 人体（包括皮肤）；有关的系统（供给热量）；大脑中枢。 1、飞机俯仰姿态（角）控制系统分析 观察与说明： 你注意过飞机在蓝天是怎样飞翔的吗？你了解飞机在机场上是怎样起飞升空的吗？ θ(t)——俯仰角，表示飞机俯仰姿态； θo(t)——尾翼舵偏转角，表示舵状态。 功能： 实际的俯仰角θ(t)按照指令 θo(t)的要求而变化，即输出要跟随着输入的变化规律而变化，称之为随动控制。 系统组成： 飞机（体）；舵机构（包含舵面在内）；控制器；测角元件（传感器）。 工作过程： （1）发出指令信号θo(t)（要求飞机的实际俯仰姿态角θ(t)趋于θo(t) ）传送给控制器； （2）控制器将信号放大、变换后再传送给舵机构； （3）舵机构偏转尾翼舵面δ(t)； （4）偏转的舵面上产生的气动力，驱动飞机作仰（俯）首旋转运动，得到实际的俯仰姿态角θ(t) （机械角）； （5）测角元件感知实际俯仰姿态角并转换为电气的θ(t) ，反传送回来与指令θo(t)相比较后，得出偏差 e(t)= θo(t) - θ(t)s 此后不断重复2-3-4-5，经过不断地调整，直到θ(t) 满足不断趋向于θo(t)，这时飞机进入新的稳态。 工作过程 （1）皮肤（相当于传感器）感知环境温度，并将此信息通过神经系统传给大脑中枢； （2）大脑中枢经判断，给人体（被控对象）的有关的系统（如心血管系统等）发出工作指令（如多或少传送热量）； （3）有关的系统（执行器）根据指令，加速供给热量或相反，紧闭汗毛孔或出汗； （4）反复上述过程，人体体温得以维持在一个正常的范围内。 人体的正常体温总保持在37°，为什么会这样呢？ 外界环境温度的变化对人体体温控制系统的运行，会带来影响。这种外界温度的变化叫做干扰因素，这类影响叫做干扰作用。 环境温度的变化是人体体温控制系统的一种主要干扰因素。 干扰因素 干扰因素: 在控制系统中，除给定量（输入量）外，引起被控量变化的各种因素称为干扰因素 在人体温度控制系统分析中，我们知道了环境温度变化是人体体温控制系统的一种主要干扰因素。 干扰因素----投篮 投篮 许宁在体育课上练习立定投篮时，发生了这样的情况： 第一次投掷，由于用力太大，篮球碰到了篮板上弹了回来，没有命中。 第二次投掷，他吸取了第一次的经验，减小了用力，但用力过小，篮球没有碰到篮圈。 第三次投掷，他吸取了前两次投掷的经验，终于投中了。 在这里，可以将人看作控制系统，眼睛把接收到的篮圈位置以及实际投掷位置等信息输送给大脑，经大脑分析和加工处理后，发出指令，指挥手投掷篮球，直到投篮命中。 1、请判断以上过程是开环，还是闭环控制？ 2、画出系统的方框图。 3、如果有风，请判断风可能对投篮产生的影响，及克服方法。 干扰因素----投篮 克服风的影响： 顺向风：应减小投掷力量。 逆向风：应增大投掷力量。 侧向风：改变投掷角度。 在控制系统中，干扰因素可能有一个，可能有若干个。 控制系统中的干扰因素是导致系统不稳定的因素。 思考 1、如果有人只是从自动门前经过并不进门。 自动门发生误动作，干扰作用于传感器。 2、自动上水系统的浮子由于长期积垢而重量增加。 实际控制水位较设定水位提高，干扰作用于传感器。 3、控制管路系统中的电磁阀的阀芯受环境腐蚀或进入杂物。 会造成阀门不能动作而致系统失控，干扰作用于执行器。 4、供水系统用户不规则变化。 会影响系统的稳定性，干扰直接作用于被控对象 系统可能产生什么影响，作用于哪些环节 注： 一般控制系统中，干扰因素需要克服。 有些情况，可利用干扰因素实现某种目的。 结论：在生产生活中，我们需要以慎重、严谨的态度对待干扰因素。 抗干扰性 干扰就是控制系统的外部环境或条件对系统的工作准确性产生的影响。这种影响越小越好。 如果一个控制系统能够很好地避开或抑制干扰，使干扰对系统产生的影响很小，我们就说这个系统抗干扰性强。 第五节 控制系统方案的初步设计 一、如何形成初步的控制设计方案 1、声控灯系统 分析1、了解被控对象的基本特征 常规灯：开（开关）——有电流，灯亮 关（开关）——无电流，灯灭 声控灯：有声——有电流，灯亮 无声——无电流，灯灭 在正常的工作状态下，其输出与输入之间的关系，输出与干扰之间的关系，称为被控对象的基本特征。 分析2、确定被控对象与控制量 根据上面的