闭环控制系统的干扰与反馈_优秀.ppt

第四章 控制与设计 第三节 闭环控制系统的干扰与反馈 什么是干扰因素 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。 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 克服干扰 干扰因素是否一无是处？ 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。 黑箱方法 通过对系统的输入与输出的关系的研究，进而推断出系统内部结构及其功能的方法。黑箱方法提供了一种不必打开黑箱就可以研究其内部结构和功能的方法。 小 结： * * 电视信号出现雪花点,就是各种电器设备对电视机的干扰. 干扰因素 应保持的速度 自行车 行使的速度 风 给定量 被控量 逆风、顺风、雨水…… 干扰因素可能一个，也可能若干个。 控制系统在工作过程中必须克服干扰，使被控量稳定。空调器的温度控制系统是闭环控制系统，它能克服室外温度变化这一干扰，当室外温度升高时，空调器监测出干扰引起的室内温度变化，通过启动压缩机降温来克服这一干扰，使室温保持稳定。 马上行动 在电冰箱外放一盆冷水 把热菜热饭放入电冰箱中 电冰箱所在房间的温度从20度变到32度 开电冰箱门 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 是 是 是 否 干扰因素有时要克服，有时还可利用。 在军事中，可利用一定频率的电磁波对对方的信息指挥系统进行干扰。 手机来电闪，根据电磁波干扰原理 被控量 闭环控制系统 被控对象 控制量 给定量 控制器 执行器 检测装置 比较器 + - 在闭环控制系统中，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）。 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。 事例 输入量 检测装置 输出量 花房恒温自动控制 设定的温度 　温度检测装置 　射击 靶心的位置 　眼睛 子弹射击位置 花房的温度 　　　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 反馈环节 控制器 执行器 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 适用场合 结构 控制精度 能否自动调节补偿 闭环控制系统 开环控制系统 系统 否 低 高 是 简单 复杂 精度要求低、稳定 精度要求高、高可靠性 历史上曾经有过能模拟人的动作行为的各种模型，却没有解决从结构上模拟人的大脑进行思考的问题，因为人的大脑太复杂了。在没有彻底弄清人脑内部结构和机理的情况下，必须另辟一条新的模拟途径，这条途径不要求从结构上去模拟人脑，而是只要求模型在功能行为上与人脑相似。也就是，仅仅根据模型和人脑在功能行为上的相似，实现对人脑的模拟。 例如：在国际象棋的人机对弈中，计算机具有与人脑类似的逻辑判断功能，能模拟棋手的思维与人下棋。 对人脑的模拟 中医“望闻问切” 挑西瓜 列举黑箱方法应用的例子，并填写下表。 黑箱方法应用的例子 输 入 输 出 需要了解的情况 判断生熟鸡蛋 摇、转、看 生或熟 旋转速度 中医诊断病情 望、闻、问、切 是否健康 气色、舌苔、脉搏等 B超探测胎儿性别 B型超声波 超声图象 胎儿性别 了解计算机的基本性能 运行应用程序 计算机的反应 计算机基本性能的好坏 1、干扰的概念 2、克服干扰的基本方法 3、反馈 4、功能模拟法 5、黑箱方法 *