資源簡介

課件20張PPT。第一單元 結(jié)構(gòu)與設(shè)計閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋
（第1課時）閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋干擾因素反饋功能模擬法、黑箱方法閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋 想一想：在送乘飛機(jī)出行時，為什么不能說祝你一路順風(fēng)? 課堂導(dǎo)入閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋干擾因素 這節(jié)課我們就研究研究閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋。閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋案例一：逆風(fēng)中騎自行車。閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋一）什么是干擾因素：1.干擾因素的概念： 在控制系統(tǒng)中，除輸入量（給定值）以外，引起被控量變化的各種因素稱為干擾（interference）因素。閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋馬上行動： 在電冰箱的溫度控制系統(tǒng)中，下列情況是否屬于影響其溫度控制的干擾因素？（1）開電冰箱門。 外面熱氣進(jìn)入冰箱將會引起箱內(nèi)溫度變化，屬于干擾因素。閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋（2）電冰箱所在房間的溫度從20℃變到32℃屬于干擾因素。（3）把熱菜或熱飯放入電冰箱中。屬于干擾因素。閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋 嚴(yán)格說這也會引起環(huán)境溫度的變化，但這種變化一般有利于冰箱實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，不屬于干擾因素。（4）在冰箱外放一盆冷水。閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋思考：在下表所列控制系統(tǒng)中，可能存在哪些干擾因素？扶梯承載的重力、電機(jī)輸出電壓的波動、齒輪間的摩擦力等。滑輪組的摩擦力、電機(jī)電源的波動等、繩子和滑輪，重物的重力。外部環(huán)境溫度的變化、大棚保溫材料的保溫性能產(chǎn)生變化等、植物排放的二氧化碳，溫室效應(yīng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋案例分析：
電視機(jī)的工作。 電視機(jī)出現(xiàn)畫面紊亂的現(xiàn)象往往是由于受到外界磁場干擾。　　比如：近距離擺放的電冰箱、空調(diào)器、電風(fēng)扇、日光燈等等。他們就是電視機(jī)正常工作的干擾因素。
克服這些干擾的辦法就是將家用電器遠(yuǎn)離電視機(jī)放置。 閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋2.克服干擾的基本方法：A.消除干擾
在飛機(jī)上不能使用通信工具
B.減弱干擾
電器在使用時遠(yuǎn)離其它電子設(shè)備
C.提高控制系統(tǒng)性能
采用閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋二）反饋1.什么是反饋（feedback）？　　控制系統(tǒng)中，將輸出量通過適當(dāng)?shù)臋z測裝置返回到輸入端并與輸入量進(jìn)行比較的過程就是反饋（feedback）。 閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋2.反饋的方式：
　　反饋控制是一種在計劃執(zhí)行一段時間或結(jié)束后進(jìn)行的事后控制，主要為下一步計劃的實(shí)施總結(jié)經(jīng)驗，但它卻常常是管理控制工作的主要形式。例如投訴與反饋、留言反饋、意見反饋、環(huán)境反饋、教學(xué)活動、超市反饋調(diào)查表、市場信息反饋系統(tǒng)、工作總結(jié)、 產(chǎn)品性能檢驗、現(xiàn)代酒店控制方法等。 閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋[游戲]：
在黑板上畫兩張大臉，“四官俱全”，沒有眼睛。然后請一個同學(xué)上來“填”眼睛，閉著眼睛畫，位置不對,也不好看。睜著眼睛畫，漂亮。閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋 控制過程中，沒有反饋環(huán)節(jié)，不能對控制結(jié)果加以修正、調(diào)節(jié)。是個單程的控制流向。這是開環(huán)控制。1.閉著眼睛畫： 人腦控制手畫眼睛：人腦——手——眼睛；閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋2.睜著眼睛畫： 人腦控制手畫眼睛，在此過程中，眼睛可以把手的位置及畫的效果及時反饋給大腦，使得大腦準(zhǔn)確精細(xì)的控制手去畫好眼睛?？刂七^程中有反饋環(huán)節(jié)可以把控制結(jié)果反饋給人腦，控制流向形成了閉合回路。這是閉環(huán)控制。閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋馬上行動：
分析“穿針引線”的動作過程，并補(bǔ)充一個適當(dāng)?shù)氖吕顚懴卤怼＞€的位置人的眼睛線與針孔對準(zhǔn)靶的位置
(期望值)眼睛飛鏢實(shí)際投擲的位置投擲飛鏢能撲滅蠟燭的機(jī)器人打開機(jī)器人的開關(guān)光敏、力敏傳感器找到蠟燭、并將其撲滅電冰箱溫控器設(shè)定溫度溫度傳感器制冷后冰箱內(nèi)溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋　　反饋的工作過程：當(dāng)人打算要拿桌子上的水杯時，人首先要看到自己的手與杯子之間的距離，然后確定自己手的移動方向，手始向水杯移動。同時人的眼睛不停觀察手與杯子的距離（該距離就是輸入與輸出的差值），而人腦（控制器）的作用就是不停控制手移動，以消除這個差值。直到手拿到杯子為止，整個過程也就結(jié)束了。從上面的例子可以看出，由（負(fù)）反饋形成的偏差是人準(zhǔn)確完成拿杯子動作的關(guān)鍵。如果這個差值不能得到的話，整個動作也就沒有辦法完成了。這就是眼睛失明的人不能拿到杯子的緣故。 [演示]：閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋1.我們學(xué)習(xí)了干擾與反饋，干擾因素的克服，但有些干擾因素是可以利用的，請查閱資料，了解這方面的情況。
2.某花農(nóng)正在籌建一個小型花房，花房的溫度冬季一般控制在18攝氏度左右，夏季一般控制在25攝氏度左右，請畫出花房的溫度控制系統(tǒng)方框圖，簡要說明它的工作過程。作業(yè)課件16張PPT。第四單元 控制與設(shè)計閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋
（第2課時）自動抽水控制裝置（1）自動抽水實(shí)物模型1的控制效果：設(shè)定間隔時間和抽水持續(xù)時→啟動→過一段時間后開始抽水→抽水持續(xù)一段時間后停止抽水
（2）自動抽水實(shí)物模型2的控制效果：水塔放水→當(dāng)水塔水位降低到一定水位，開始抽水→當(dāng)塔水位上升到一定水位，停止抽水。定時器控制有什么缺陷？缺陷1：會出現(xiàn)有時水用完需抽水時沒有抽水，而有時還不需抽水時卻提前抽水了。
原因：每天用水量有多有少導(dǎo)致不知多長時間后該抽水。
缺陷2：抽水時有時會抽得過滿甚至溢出，而有進(jìn)還沒抽滿就停止抽水了。
原因：抽水時進(jìn)水量不穩(wěn)定 定時器控制有什么缺陷？　　其實(shí)導(dǎo)致定時控制抽水存在這樣的缺陷的根本原因是在控制過程中存在干擾 。干擾因素腳蹬力行車速度風(fēng)FV自行車　　在控制系統(tǒng)中，除輸入量（給定值）以外，引起被控量變化的各種因素稱為干擾因素。手機(jī)信號對飛機(jī)導(dǎo)航的干擾
手機(jī)對顯示器的干擾
室外溫度對空調(diào)溫度控制的干擾生活中的干擾舉例自動扶梯的升降控制系統(tǒng)
利用滑輪組提升重物的控制裝置
電冰箱的溫度控制……在下列控制系統(tǒng)中有哪些干擾因素？生活中哪些干擾因素是可以利用的？如何進(jìn)行利用？干擾因素的普遍性　　幾乎所有控制系統(tǒng)都存在著干擾因素，干擾不可能被杜絕，但可以被克服。 控制系統(tǒng)中，將輸出量通過適當(dāng)?shù)臋z測裝置返回到輸入端并與輸入量進(jìn)行比較的過程，就是反饋(feedback)。反饋體驗反饋：課堂小游戲“穿針引線”思考：這個游戲中的人的眼睛相當(dāng)于什么？大腦、手又相當(dāng)于什么？人在“穿針”時有沒有信息的反饋過程？ 在生活中有一種現(xiàn)象，就是“十聾九啞”，同學(xué)們，你認(rèn)為其產(chǎn)生的原因是什么？
第二個自動抽水控制裝置組成和工作過程 該控制系統(tǒng)的被控對象是什么？被控量是什么？（被控對象是水塔，被控量是水塔的水位）
水塔水位靠什么來實(shí)現(xiàn)？（水泵）
水泵靠什么來控制？（控制電路）
控制電路怎么知道什么時侯該開始抽水，什么時侯停止抽水？（通過傳感器檢測水位，再反饋給控制電路）自動抽水控制的方框圖工作過程：
將水位傳感器定在第一條水位線，通電，水泵往水塔里抽水，水位到達(dá)傳感器位置時，水泵即停止抽水，從排水口排水。水位低于第一水位線時，水泵又開始抽水，將水位傳感器定在第二條水位線。 。反饋？比較器干擾？干擾因素是什么？
反饋裝置是什么？加熱爐的溫度自動控制系統(tǒng)+-閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)的比較有反饋無反饋精度高精度較低結(jié)構(gòu)復(fù)雜結(jié)構(gòu)簡單成本高成本低高精度、高可靠、系統(tǒng)本身不穩(wěn)定的應(yīng)用領(lǐng)域控制精度要求不高本身很穩(wěn)定的應(yīng)用課件16張PPT。第四單元 控制與設(shè)計閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋
（第3課時）閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋干擾因素反饋功能模擬方法、黑箱方法功能模擬方法、黑箱方法課堂導(dǎo)入“斯坦利”無人自動駕駛汽車手動駕駛汽車 手動駕駛自動動駕駛功能模擬方法、黑箱方法功能模擬方法、黑箱方法
　　以功能和行為的相似性為基礎(chǔ)，用模型模擬原型的功能和行為的方法。 功能模擬方法功能模擬方法、黑箱方法 據(jù)俄羅斯《莫斯科時報》6月10日報道，俄羅斯總統(tǒng)的首席經(jīng)濟(jì)顧問達(dá)瓦科維奇9日晚上戰(zhàn)平國際象棋機(jī)器人，比賽結(jié)果為1勝1負(fù)。 達(dá)瓦科維奇同時也是俄羅斯國際象棋協(xié)會主席，他承認(rèn)這是他第一次有勇氣和機(jī)器人比賽。參賽機(jī)器人是俄羅斯工程師用最先進(jìn)的技術(shù)制作的，它能用一只長約1米的手臂移動象棋，并同時與3個人比賽。設(shè)計師很自信地說，從理論上來說它是無法被擊敗的。
這次機(jī)器人同時與達(dá)瓦科維奇、國際象棋大師伊戈爾和7歲的象棋女神童阿琳娜一起下5分鐘的快棋賽。達(dá)瓦科維奇賽前和現(xiàn)場的觀眾及記者說：”這個機(jī)器看起來不像人類，但棋下得比人好?！惫δ苣M方法、黑箱方法（2）判別下列案例是否涉及到功能模擬方法。 機(jī)器人保姆會拉提琴的機(jī)器人會騎自行車的機(jī)器人功能模擬方法、黑箱方法功能模擬方法、黑箱方法功能模擬方法、黑箱方法　　把將要研究的系統(tǒng)作為黑箱，通過對系統(tǒng)輸入與輸出關(guān)系的研究，進(jìn)而推斷系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其功能的方法。 黑箱方法功能模擬方法、黑箱方法功能模擬方法、黑箱方法中醫(yī)看病功能模擬方法、黑箱方法（1）怎樣簡單判斷一臺計算機(jī)的性能？功能模擬方法、黑箱方法（2）判別教室中的擴(kuò)音器的擴(kuò)音是否正常？功能模擬方法、黑箱方法　　把將要研究的系統(tǒng)作為黑箱，通過對系統(tǒng)輸入與輸出關(guān)系的研究，進(jìn)而推斷系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其功能的方法。 黑箱方法
　　以功能和行為的相似性為基礎(chǔ)，用模型模擬原型的功能和行為的方法。 功能模擬方法課堂小結(jié)功能模擬方法、黑箱方法課后作業(yè) 教材第116頁的“馬上行動”

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