閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋-優(yōu)秀課件

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1、第 四 單 元 控 制 與 設(shè) 計(jì)第 三 節(jié) 閉 環(huán) 控 制 系 統(tǒng) 的 干 擾 與 反 饋 什 么 是 干 擾 因 素各 種 電 器 設(shè) 備 對 電 視 機(jī) 的 干 擾 .干 擾 因 素 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 因 素 。如 影 響 自 行 車行 駛 速 度 的 變 化 的 自 然 風(fēng) 等 ；o 如 影 響 飛 機(jī) 導(dǎo)航 信 號 的 手 機(jī) 信 號 等 。 干 擾 因 素應(yīng) 保 持 的 速 度 自 行 車 行 使 的 速 度風(fēng) 逆 風(fēng) 、 順 風(fēng) 、

2、雨 水 空 調(diào) 器 的 溫 度 控 制 系 統(tǒng) 是 閉 環(huán) 控 制系 統(tǒng) ， 它 能 克 服 室 外 溫 度 變 化 這 一干 擾 ， 當(dāng) 室 外 溫 度 升 高 時(shí) ， 空 調(diào) 器監(jiān) 測 出 干 擾 引 起 的 室 內(nèi) 溫 度 變 化 ，通 過 啟 動 壓 縮 機(jī) 降 溫 來 克 服 這 一 干擾 ， 使 室 溫 保 持 穩(wěn) 定 。 是是是否 電 機(jī) 輸 出 電 壓 的 波 動 等 、 齒 輪 間的 摩 擦 力 等滑 輪 組 的 摩 擦 力 等外 部 環(huán) 境 溫 度 變 化 ， 大 棚 保溫 材 料 的 保 溫 性 能 改 變 等 干 擾 因 素 是 否 一 無 是 處 ？干 擾 因 素 有

3、 時(shí) 要 克 服 ， 有 時(shí) 還 可 利 用 。 在 軍 事 中 ， 可 利 用 一 定 頻 率 的 電 磁 波對 對 方 的 信 息 指 揮 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 干 擾 。手 機(jī) 來 電 閃 ， 根 據(jù) 電 磁 波 干 擾 原 理 被 控 量被 控 對 象 控 制 量給 定 量 控 制 器 執(zhí) 行 器檢 測 裝 置比 較 器+ - 在 自 動 控 制 系 統(tǒng) 中 ， 將 輸 出 量 通 過 適 當(dāng) 的 檢 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 方 法 ：利 用 反 饋 來 分 析 和 處 理 被 控

4、 對 象 ， 通 過 系 統(tǒng) 的 輸 出 來 調(diào) 整 系 統(tǒng) 的行 為 ， 使 系 統(tǒng) 沿 著 預(yù) 期 的 目 標(biāo) 運(yùn) 行 的 方 法 ， 稱 為 反 饋 方 法 。馬 上 行 動 :P111設(shè) 定 的 溫 度 溫 度 檢測 裝 置 射 擊 靶 心 的 位 置 眼 睛 子 彈 射 擊 位 置花 房 的 溫 度 閉 環(huán) 控 制 系 統(tǒng) 的 核 心 是 通 過 反 饋 來 減 少 被 控 量 （ 輸 出 量 ）的 偏 差 。 所 以 一 個(gè) 閉 環(huán) 控 制 系 統(tǒng) ， 能 夠 克 服 外 界 干 擾 ， 使 被控 量 控 制 在 給 定 值 附 近 。被控對象反饋環(huán)節(jié)控制器執(zhí)行器閉 環(huán) 控 制 系

5、 統(tǒng) 的 工 作 過 程 浮球控制器閥門水箱預(yù) 設(shè)水 位 進(jìn) 水 量比 較 器 水 位 熱電偶控制器加熱器加熱爐設(shè) 定 溫 度比 較 器 熱 量 閉 環(huán) 控 制 系 統(tǒng) 與 開 環(huán) 控 制 系 統(tǒng) 的 比 較o 閉 環(huán) 控 制 ： 反 饋 控 制 ， 偏 差 控 制 ， 可 以 抑制 內(nèi) 、 外 擾 動 對 被 量 產(chǎn) 生 的 影 響 。 精 度 高 、結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 ， 設(shè) 計(jì) 、 分 析 麻 煩 。o 開 環(huán) 控 制 ： 順 向 作 用 ， 沒 有 反 向 的 聯(lián) 系 ， 沒有 修 正 偏 差 能 力 ， 抗 擾 動 性 較 差 。 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、調(diào) 整 方 便 、 成 本 低 。 在

6、 精 度 要 求 不 高 或 擾 動影 響 較 小 的 情 況 下 ， 這 種 控 制 方 式 還 有 一 定的 實(shí) 用 價(jià) 值 。 閉 環(huán) 控 制 系 統(tǒng) 與 開 環(huán) 控 制 系 統(tǒng) 的 比 較否低 高 是簡 單 復(fù) 雜精 度 要 求 低 、 穩(wěn) 定 精 度 要 求 高 、 高 可 靠 性 比 較 加 熱 爐 溫 度 自 動 控 制 系 統(tǒng) 與 手 動 控 制 系 統(tǒng) ， 我 們 發(fā) 現(xiàn) ， 控制 器 代 替 人 腦 實(shí) 現(xiàn) 了 溫 度 控 制 的 功 能 ， 執(zhí) 行 器 代 替 人 手 實(shí) 現(xiàn) 了調(diào) 壓 的 功 能 ， 檢 測 裝 置 代 替 了 人 眼 實(shí) 現(xiàn) 了 檢 測 溫 度 值 的

7、 功 能 。 歷 史 上 曾 經(jīng) 有 過 能 模 擬 人的 動 作 行 為 的 各 種 模 型 ， 卻 沒有 解 決 從 結(jié) 構(gòu) 上 模 擬 人 的 大 腦進(jìn) 行 思 考 的 問 題 ， 因 為 人 的 大腦 太 復(fù) 雜 了 。 在 沒 有 徹 底 弄 清人 腦 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 和 機(jī) 理 的 情 況 下 ，必 須 另 辟 一 條 新 的 模 擬 途 徑 ， 這 條 途 徑， 而 是。 也 就 是 ， 僅 僅 根 據(jù) 模 型 和 人 腦 在 功 能 行 為 上 的相 似 ， 實(shí) 現(xiàn) 對 人 腦 的 模 擬 。 例 如 ： 在 國 際 象 棋 的 人 機(jī) 對 弈 中 ， 計(jì) 算 機(jī) 具 有 與

8、人 腦 類 似 的 邏 輯 判 斷 功 能 ， 能 模 擬 棋 手 的 思 維 與 人 下 棋 。 卡 斯 帕 羅 夫 VS“深 籃 ”功 能 模 擬 法 為 仿 生 學(xué) 、 人 工 智 能 等 學(xué) 科 提 供 了科 學(xué) 方 法 1997年 5月 11日 飛 機(jī) 模 仿 飛 鳥 o 通 過 對 系 統(tǒng) 的 輸 入 與 輸 出 的 關(guān) 系 的 研 究 ， 進(jìn)而 推 斷 出 系 統(tǒng) 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 及 其 功 能 的 方 法 。 黑箱 方 法 提 供 了 一 種 不 必 打 開 黑 箱 就 可 以 研 究其 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 和 功 能 的 方 法 。中 醫(yī) “ 望 聞 問切 ” 挑 西 瓜 列 舉

9、 黑 箱 方 法 應(yīng) 用 的 例 子 ， 并 填 寫 下 表 。馬 上 行 動 ： P116判 斷 生 熟 雞 蛋 搖 、 轉(zhuǎn) 、 看 生 或 熟 旋 轉(zhuǎn) 速 度中 醫(yī) 診 斷 病 情 望 、 聞 、 問 、 切 是 否 健 康 氣 色 、 舌 苔 、脈 搏 等B超 探 測 胎 兒 性 別 B型 超 聲 波 超 聲 圖 象胎 兒 性 別了 解 計(jì) 算 機(jī) 的基 本 性 能 運(yùn) 行 應(yīng) 用程 序 計(jì) 算 機(jī) 的反 應(yīng) 計(jì) 算 機(jī) 基 本性 能 的 好 壞 1、 干 擾 的 概 念 2、 克 服 干 擾 的 基 本 方 法 3、 反 饋 4、 功 能 模 擬 法 5、 黑 箱 方 法 小 結(jié) ： 練 一 練 ： 某 花 農(nóng) 正 在 籌 建 一 個(gè) 小 型 花 房 ， 花 房 的 溫 度 冬 季一 般 控 制 在 18 左 右 ， 夏 季 一 般 控 制 在 25 左 右 。 請畫 出 花 房 的 溫 度 控 制 系 統(tǒng) 的 方 框 圖 ， 簡 要 說 明 它 的 工作 過 程 。給 定 量 控 制 器 溫 度 調(diào)控 系 統(tǒng) 花 房 花 房 內(nèi) 溫 度 檢 測 裝 置（ 反 饋 ） 干 擾比 較 器 謝 謝 ！