資源簡介

(共21張PPT)
干擾因素
反饋
功能模擬法、黑箱方法
想一想：在送乘飛機出行時，為什么不能說祝你一路順風
干擾因素
這節課我們就研究研究閉環控制系統的干擾與反饋。
案例一：逆風中騎自行車。
腳踩的力
自行車
行使的速度
風
給定量
被控量
逆風、順風、上坡路……
一）什么是干擾因素：
1.干擾因素的概念：
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（interference）因素。
馬上行動：
在電冰箱的溫度控制系統中，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。
外面熱氣進入冰箱將會引起箱內溫度變化，屬于干擾因素。
（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。
嚴格說這也會引起環境溫度的變化，但這種變化一般有利于冰箱實現目標，不屬于干擾因素。
（4）在冰箱外放一盆冷水。
思考：在下表所列控制系統中，可能存在哪些干擾因素？
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系統
蔬菜大棚的溫度控制
扶梯承載的重力、電機輸出電壓的波動、齒輪間的摩擦力等。
滑輪組的摩擦力、電機電源的波動等、繩子和滑輪，重物的重力。
外部環境溫度的變化、大棚保溫材料的保溫性能產生變化等、植物排放的二氧化碳，溫室效應。
案例分析：
電視機的工作。
電視機出現畫面紊亂的現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、空調器、電風扇、日光燈等等。他們就是電視機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離電視機放置。
2.克服干擾的基本方法：
A.消除干擾
在飛機上不能使用通信工具
B.減弱干擾
電器在使用時遠離其它電子設備
C.提高控制系統性能
采用閉環控制系統
二）反饋
1.什么是反饋（feedback）？
　　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（feedback）。
2.反饋的方式：
　　反饋控制是一種在計劃執行一段時間或結束后進行的事后控制，主要為下一步計劃的實施總結經驗，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、環境反饋、教學活動、超市反饋調查表、市場信息反饋系統、工作總結、 產品性能檢驗、現代酒店控制方法等。
[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。
控制過程中，沒有反饋環節，不能對控制結果加以修正、調節。是個單程的控制流向。這是開環控制。
1.閉著眼睛畫：
人腦控制手畫眼睛：人腦——手——眼睛；
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，使得大腦準確精細的控制手去畫好眼睛。控制過程中有反饋環節可以把控制結果反饋給人腦，控制流向形成了閉合回路。這是閉環控制。
馬上行動：
分析“穿針引線”的動作過程，并補充一個適當的事例填寫下表。
事例 輸入 檢測裝置 輸出
“穿針引線”
線的位置
人的眼睛
線與針孔對準
靶的位置
(期望值)
眼睛
飛鏢實際投擲的位置
投擲飛鏢
能撲滅蠟燭的機器人
打開機器人的開關
光敏、力敏傳感器
找到蠟燭、并將其撲滅
電冰箱
溫控器設定溫度
溫度傳感器
制冷后冰箱內溫度
　　反饋的工作過程：當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，整個過程也就結束了。從上面的例子可以看出，由（負）反饋形成的偏差是人準確完成拿杯子動作的關鍵。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]：
1.我們學習了干擾與反饋，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方框圖，簡要說明它的工作過程。

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