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4.3-4.4 控制中的干扰


4.3 简单系统的设计 4.4 控制中的干扰

自主学习

请同学们打开课本自学p119—P130页,回答下列 问题: ? 1.控制系统设计的基本过程是什么? ? 2. 什么是干扰? ? 3. 列举生活中有关干扰的事例以及你是 怎么克服这些干扰的? ? 4、有没有有利的干扰?若有举例说明。 ? 5、克服干扰的方法有哪些? ? 6、闭环控制系统与开环控制系统相比哪 一种克服干扰的能力更强?为什么?

一、控制系统设计概论

二、设计实例
? 1、明确设计目的
? 2、确定被控量及设计指标 ? (1)被控量:滚筒转动的角度或圈数。 ? (2)设计指标:尺寸、速度、造价等。

? 3、确定系统结构

二、设计实例
? 4、选择实现方法 ? 5、部件模型及主要参数的确定 ? 6、验证、完成你的设计
? (1)用计算机绘制各部分的原理及安装图 ? (2)设计系统制作的工作流程 ? (3)协同工作,共同完成整个设计

二、设计实例
? 7、评估你的设计
? ? ? ? (1)系统是否安全、可靠?能否按设计的要求工作? (2)其他同学对你的 设计有什么看法? (3)整个系统的造价是多少? (4)如果你有更多的时间,你将会对 设计做哪些改 进? ? (5)为你的设计写一份使用说明书。

控制中的干扰

干扰因素

各种电器设备对电视机的干扰.

一、干扰对控制功能的影响

力度、速度、方向

期望值

大脑

控制



控制

飞镖 落 点

风速、空气阻力 等偶然因素

速度、方向

一、干扰对控制功能的影响
期望值 大脑 眼 睛
控制

肢体
周围环境、路况 等偶然因素

控制

自 行 车

反 馈

行驶路线

干扰因素的概念
? 在控制系统中,除输入量(给定值)以外, 引起被控量变化的各种因素称为干扰因素。
? 有的干扰因素是由于环境造成的,如影响自行 车行驶速度的变化的自然风等; ? 有的干扰因素是人为原因所致,如影响飞机 导航信号的手机信号等。

干扰因素
应保持的速度
给定量

自行车

行使的速度
被控量

风 逆风、顺风、雨水、人……

干扰因素可能一个,也可能若干个。

马上行动
电冰箱的温度控制系统, 下列情况是否属于影响其温度控制的干扰因素 开电冰箱门
电冰箱所在房间的温度从20度变到32 度 把热菜热饭放入电冰箱中 在电冰箱外放一盆冷水







下表所列控制系统中,可能存在哪些干扰因素?
控制系统
自动扶梯的升降控制系统 利用滑轮组提升重物的控制 装置 认真学习(听课的专注度、 做作业的效率与效果、用于 学习的时间长短等)

干扰因素
电机输出电压的波动等、齿轮间 的摩擦力等 滑轮组的摩擦力等 课堂纪律、周围环境、老师的态 度与水平、家庭环境、朋友等

一、干扰对控制功能的影响
? 干扰的概念,在实际的控制系统中,常常会有一 些变化不定的因素对系统的行为造成不利的影响, 这种有害的因素我们称之为干扰。

二、克服干扰的基本方法
? 1、提高控制系统性能,采用闭环控制系统。 ? 2、消除干扰(可避免的,只能在提高控制系统的性能上下 工夫。)。 ? (1)飞机上不能使用通信工具。 ? (2)为了避免外面磁场手干扰,在屏蔽室内进行电子测量。 ? (3)为了避免电源电压被动改造的干扰,用电源稳压装置 供电。 ? 3、减弱干扰(不可避免的,可以采取消除、减弱的办法) ? (1)在恒温的环境中进行化学实验。 ? (2)室内羽毛球比赛(减弱风的干扰)。 ? 总之,克服干扰的基本方法,就是要分析干扰的性质,然后 “对症下药”。

干扰因素是否一无是处?
干扰因素有时要克服,有时还可利用。 在军事中,可利用一定频率的电磁波 对对方的信息指挥系统进行干扰。
手机来电闪,根据电磁波干扰原理

伊拉克战争中的干扰与反干扰

伊拉克战争 E-8C电子战机

E-3预警机

三、案例分析:室内电视的工作
? 电视机的画面出现紊乱的现象往往是由于受 到外界磁场的干扰。 ? 比如:近距离摆放的电冰箱、空调器、电风 扇、日光灯等,他们就是电视机正常工作的 干扰因素。 ? 克服这些干扰因素的方法就是将家用电器远 离电视机放置。

闭环控制和开环控制的优缺点
? 在干扰因素存在的情况下,闭环控制和开环控制各有优缺点 ? 闭环控制:反馈控制、偏差控制,可以在抑制内、外扰动对 被控量产生的影响。精度高、结构复杂,设计、分析麻烦。 ? 开环控制:顺向作用,没有反向的联系,没有修正偏差能力, 抗扰动性较差,结构简单、调整方便、成本低。在精度要求 不高或扰动影响较小的情况下,这种控制方式还有一定的实 用价值。

3.干扰因素的特点:
(1)干扰既存在于闭环控制中,也存 在于开环控制中。

声控灯开环控制,除输入的声音 外,其他声音就是其干扰因素;空调 房的温度控制属于闭环控制,室外环 境温度的变化就是它的干扰因素。

马上行动: 生活中哪些干扰因素是可以利用 的?如何进行利用?

火盆。冬天冷了,可以在室内放火 盆,这样可以使室内温度升高。

黑箱方法
? 通过对系统的输入与输出的关系的研究, 进而推断出系统内部结构及其功能的方法。 黑箱方法提供了一种不必打开黑箱就可以 研究其内部结构和功能的方法。
中医“望闻问 切”
挑西瓜

马上行动:P116
列举黑箱方法应用的例子,并填写下表。
黑箱方法应用的例 子 输 入
摇、转、看
望、闻、问、切

输 出

需要了解的 情况

判断生熟鸡蛋 中医诊断病情

生或熟
是否健康

旋转速度
气色、舌苔、 脉搏等 器官的健康 状况

B超探测
了解计算机的 基本性能

B型超声波 运行应用 程序

图像 计算机的 反应

计算机基本 性能的好坏

练一练:
某花农正在筹建一个小型花房,花房的温度冬季 一般控制在18℃左右,夏季一般控制在25℃左右。请 画出花房的温度控制系统的方框图,简要说明它的工 作过程。
比较器 干扰 温度调 控系统
检测装置 (反馈)

给定量

+ -

控制器

花房

花房内温度

现代战争---电子战视频欣赏现 代装备与战争(11)电子战.mp4



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