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(共22張PPT)
反饋概述
贛科學技術版六年級下冊
第12課
反饋概述
理解反饋的概念
通過案例分析了解反饋的特點
探究反饋的功能
任務卡
小紅、小綠戴上播放音樂的耳機，調高音量用于屏蔽外界聲音。小藍隨機從一堆卡片 中抽取一張卡片(卡片上面可能是一句歌詞，也可能是一句詩),任務是將卡片上的內容 傳遞給小紅；由于戴著耳機，小紅根本聽不見小藍說了什么,只能借助口型來判斷小藍說 了什么,小紅再傳遞給小綠，以此類推，直到最后一位同學，最后一位同學把得到的信息復述給大家，這就是我們熟悉的擊鼓傳花。
請同學們一起玩玩擊鼓傳花的小游戲。
玩一玩
想 一 想
信息如何能完整正確地傳遞到最后
這個游戲實際上就是一個反饋的過程。在游戲中，如果不戴上耳機，我們就可以通過 耳朵隨時將獲得的消息反饋給大腦，大腦將希望的結果與實際情況進行比較，如有偏差， 便調整內容并及時糾正，所以很容易傳遞正確的消息給下一位同學。而戴上播放高音量音樂的耳機，我們就不能將聽到的內容反饋給大腦，只能根據口型反饋信息給大腦，而且 大腦受到音樂的干擾，想糾正信息并完整傳遞就變得非常困難。
一
反 饋 的 概 念
為了解決干擾因素對控制系統的影響，在很多控制系統中，人們采用反饋裝置對干擾 產生的偏差進行修正，從而提高控制的精確度和可靠性。
反饋就是通過傳感器檢測出被控量的偏離量，把偏離量傳遞到控制裝置，控制裝置通 過調整對偏差進行修正，使被控量逐漸接近設定值的過程。例如，在擊鼓傳花的游戲中， 眼睛是傳感器，檢測到游戲中對方說話的口型，通過大腦這個控制器，思考獲取的話是否 連貫，是否符合正確內容，對獲得的消息進行修正，并繼續提問前方是不是這句話，使獲取 的消息逐漸接近設定值。而這種能將控制的結果反饋回來與期望值進行比較，并根據它 們的誤差調整控制作用的控制過程，稱為閉環控制。
開環控制系統沒有反饋裝置。例如，獵人用弓把箭射出去后，發現偏離了目標，但箭已經射出，他無法進行修正。
一
反 饋 的 概 念
閉環控制系統帶有反饋裝置，如圖12-1所示。閉環控制系統對經過控制系統調節 后的被控量進行檢測，如果測得結果與設定值有偏差，系統再次調節被控量，直至達到設 定值。對被控量進行檢測并將檢測結果傳回輸入端的環節叫做反饋環節。
想 一 想
依照空調溫度控制系統方框圖，如圖12-2所示，電熱開水器溫度控制系統 方框圖，如圖12-3所示，根據本課的學習內容，找出其中的反饋環節，并說明它起到了哪 些作用。
二
反 饋 的 特 點
反饋是通過傳感器有針對性地檢測出被控量的偏離量，再進行后續傳遞的過程。例 如，我們在使用電腦時，通常用鼠標進行操作，我們利用眼睛觀察鼠標的光標，根據需要通 過控制鼠標的移動將光標移到相應位置。
( 一 )針對性
二
反 饋 的 特 點
反饋要及時地把偏離量傳遞到控制裝置，才能實現修正偏差。若產生了時滯問題，即 從發現偏差到采取更正措施之間可能有時間延遲現象，在進行更正的時候，實際情況可能 已經有了很大的變化，而且往往是損失已經造成了。
(二)及時性
二
反 饋 的 特 點
無論是通過傳感器檢測出被控量的偏離量，還是把偏離量傳遞到控制裝置再修正偏 差的過程都是連續的，不能截斷，應當持續性地進行。
例如，掃地機器人在工作過程中利用智能視覺技術及時地判斷障礙物距離多遠，是否 需要避開，將信息及時輸送至控制區，控制區再進行偏移矯正，實現避障。
(三)連續性
三
反 饋 的 功 能
在開環系統里面，所有的參數變化都會直接導致一個變化和不準確的系統輸出。但 在閉環系統中，它能通過反饋感知和利用輸出的變化來糾正輸出。控制系統對參數變化 的敏感程度是一個很重要的考量因素，閉環反饋控制系統可以減少系統對參數變化的敏 感程度。為了獲得一個性能優異的系統，如果采用開環模式，那么參數的選擇需要十分精 確。而使用閉環結構，參數不需要十分精確，因為可以通過反饋來調節敏感度誤差。
(一)減少了系統輸出對過程參數的敏感度
參數一般分為過程參數和狀態參數，過程參數表達某一物理過程，參數隨時間變化，比如溫度、速度；狀態參數是指某一時刻的屬性，比如形狀之類。
三
反 饋 的 功 能
跟開環控制系統相比，增加了反饋環節的閉環控制系統可以更方便地控制和調整系 統的狀態。
例如，在游泳池注水控制系統中使用開環控制，如果進水管單位時間的水流量一定， 那么游泳池水位的高低與進水的時間一一對應，我們可以利用定時器來控制進水閥門的 開啟與關閉。
(二)可以更方便地控制和調整系統
三
反 饋 的 功 能
進水管的水壓會在注水過程中發生變化，比如水壓會變小，此時若還使用開環控 制注水系統，會導致設定的時間到了，游泳池還沒有達到預期水位。如果我們使用閉環控 制改進注水系統，將輸入從設定注水的時間改為設定游泳池水位，得到如圖12-6所示的 控制系統，就可以更方便地控制和調整泳池的水位。
(二)可以更方便地控制和調整系統
三
反 饋 的 功 能
飛機的高度控制系統，飛機在起飛過程中，需要實時反饋當前的高度，以供整個 控制系統進行高度的控制。
如果是民用飛機，我們更注重的方面為穩定性，所以控制系統需要滿足的條件是使飛 機能夠更穩定地達到某一個高度進行起飛，而對于響應速度的要求并不高，所以系統可以 根據反饋得到的高度差動態調節響應速度使控制量變慢，保持飛機的穩定性。但是如果 對于軍用飛機，在瞬息萬變的戰場上，我們更看重飛機的響應速度，所以系統在反饋得到 的高度差比較大時，需要增加較多的控制量，以保證飛機的響應速度，同時在飛機即將到達目標高度時，需要降低控制量，以保證飛機不會有過多的超調量。所以準確地反饋飛機 的高度，在這一過程中變得至關重要。
(三)調節響應速度
三
反 饋 的 功 能
反饋能夠解決干擾因素對控制系統的影響，因此在很多控制系統中，人們采用反饋裝 置對干擾產生的偏差進行修正，從而提高控制的精度和可靠性。
(四)增加了系統抵御干擾的能力
(1)判斷下面控制系統中是否存在反饋：
練一練
控制系統 有無反饋
定時紅綠燈
電飯煲
恒溫溫室
(2)討論和尋找生活中有哪些反饋環節，說說這些反饋帶來的作用。
謝謝聆聽！
謝謝
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