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(共25張PPT)
§4.3閉環控制系統的干擾與反饋
復習回顧:
什么是控制系統？
什么是開環控制系統？
什么是閉環控制系統？
開投影儀的時候為什么要關窗戶？
汽車的流線型設計是為了什么目的？
風對行人行走帶來什么樣的影響？
行車
應保持的速度
行車速度
風
行人
應保持的速度
行人速度
風
在控制系統中，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。
　　 在控制系統中，干擾因素可能有一個，也可能有若干個。控制系統在工作過程中必須克服干擾，使被控量穩定。
1
干擾因素
電冰箱的溫度控制系統，
下列情況是否屬于影響其溫度控制的干擾因素
開電冰箱門
電冰箱所在房間的溫度從20度變到32度
把熱菜熱飯放入電冰箱中
在電冰箱外放一盆冷水
是
是
是
否
馬上行動
控制系統 干擾因素
自動扶梯的升降控制系統
利用滑輪組提升重物的控制裝置
蔬菜大棚的溫度控制
下表所列控制系統中，可能存在哪些干擾因素？
扶梯承載的重量，電機輸出電壓的波動等
滑輪組的摩擦力等
大棚外的環境溫度變化，大棚保溫材料的保溫性能改變
找出圖中的干擾因素
汽車駕駛
1、控制系統的克服措施：
2、針對干擾源的措施：
3、管理措施：
交通部門設立道路隔離帶、交通法加重對違章的處罰……
剎車、轉向、鳴喇叭；
加強國民交通意識；
1、消除干擾
2、減弱干擾
3、提高控制系統功能
克服干擾的基本方法
　　 在一般控制系統中，干擾因素是需要克服的，而在有些情況下，卻可以利用干擾因素實現某種目的。
電子干擾戰
　　　控制系統中，將輸出量通過適當的檢測裝置返回到輸入端并與輸入量進行比較的過程就是反饋。
　　利用反饋來分析和處理被控對象，通過系統的輸出來調整系統的行為，使系統沿著預期的目標運行的方法，稱為反饋方法。
二、反饋
　　　閉環控制系統的核心是通過反饋來減少被控量（輸出量）的偏差。所以一個閉環控制系統，能夠克服外界干擾，使被控量控制在給定值附近。
反饋環節
控制器
執行器
被控對象
給定值
被控量
干擾
比較器
閉環控制系統的工作過程
浮球
控制器
閥門
水箱
預設水位
進水量
比較器
供水水箱的水位自動控制系統
水位
熱電偶
控制器
加熱器
加熱爐
設定溫度
比較器
加熱爐的溫自動控制系統
熱量
溫度
閉環控制系統與開環控制系統的比較
系統 開環控制系統 閉環控制系統
能否自動調節補償
控制精度
結構
適用場合
否
低
高
是
簡單
復雜
精度要求低、穩定
精度要求高、高可靠性
思考題
思考與分析
　　在出現干擾的情況下，開環控制系統和閉環控制系統哪種受干擾的影響小？為什么？
閉環控制系統受影響較小，因為閉環控制系統能不斷修正控制效果。
　　舉出一些由于干擾而使控制系統受到影響的例子。
雨天交通 病毒攻擊 手機干擾飛機
綜合分析：
　　　閉環控制系統比開環控制系統具有更好的抗干擾能力，那么是否都應該用閉環控制代替開環控制？
是否采用閉環控制主要看對控制系統的要求（如成本、控制要求）。
　　　以功能和行為的相似性為基礎，用“模型”模擬“原型”的功能和行為的方法，就是功能模擬法。
三、功能模擬法
　　　在生活中，有時我們需要認識對象的內部無法打開或不便打開，這時，可以通過觀測和考察它的輸入與輸出的關系來推測其內部的特性和功能。　
　　　黑箱方法就是通過觀測黑箱外部輸入信息（外界對黑箱的影響）和輸出信息（黑箱對外界的反應），以研究和認識其功能、特性、結構、機理的科學方法。
四、黑箱方法
案例：根據旋轉速度怎樣判斷生熟雞蛋？
　　　生雞蛋里的蛋黃和蛋白是液體，當我們轉動雞蛋后，蛋殼開始旋轉，而雞蛋里面的液體由于慣性的作用，要保持原來的靜止狀態，所以生雞蛋旋轉起來比較慢。因此旋轉快的是熟雞蛋，旋轉慢的是生雞蛋。
搖、轉、看
系統的輸入
雞蛋
黑箱
生或熟
系統的輸出
案例：中醫中黑箱方法的運用
　　　中醫中的“以象測臟”的方法就是原始的黑箱方法。象就是輸入＼輸出的信息；臟就是人體黑箱內部的規律性聯系。
　　　中醫看病主要通過“望、聞、問、切”等外部觀察作出診斷，開方抓藥，有時遇到疑難雜癥沒有把握時，可以先投以試探性的藥物，觀察病人的反應，并隨時增減藥物，觀其療效，一旦抓住病癥就大膽對癥下藥。這種從人體的輸入特征入手，實施“辯證論治”的方法正是黑箱方法的精髓所在。其中人的氣色、舌苔、脈搏等等都是人體內部輸出的信息則人體是否健康的反映。
　　中醫應用黑箱方法推導人體內部規律時，主要采用了演繹推理和類比推理。

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