闭环控制系统的干扰与反馈课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,*,第四单元 控制与设计,第三节 闭环控制系统的干扰与反馈,重点：,1.,干扰因素,2.,反馈,1,第四单元 控制与设计第三节 闭环控制系统的干扰与反馈重点：,新课引入：,在日常生活中，我们常常会遇到这样的问题：,1.,人们在逆风中骑自行车很难，,顺风很容易，侧风也很难，其,中的风起到了什么作用？,2.,你在背记英语单词时，旁边若有几个人在大声讲话，你就很难记住单词，别人的声音对你起到什么作用呢？,3.,飞机起飞和降落的时候，空乘工作人员会让乘客关掉手机和所有的电子产品,这样做其目的是什么？,答：干扰作用,答：干扰作用,答：防止干扰,2,新课引入：在日常生活中，我们常常会遇到这样的问题：答,应保持的速度,自行车,行使的速度,风,输入量,被控量（,输出量,）,逆风、顺风、雨水,一、干扰因素,重点知识：,1,、定义：,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。,干扰因素,3,应保持的速度自行车行使的速度风输入量被控量（输出量）逆风、顺,一、干扰因素,2,、干扰因素的类型,环境,因素,：,人为,因素,：,如逆风行驶自行车时，风对自行车速度的干扰。,如飞机飞行过程中，手机信号对飞机航向的干扰,背诵单词时有人在旁边大声讲话。,3,、干扰因素的个数,不确定，,1,个或多个,重点知识：,提问：你还能举出有关干扰因素的例子吗？简要的说说怎样克服这些干扰因素？,4,一、干扰因素2、干扰因素的类型环境因素：人为因素：如逆风行驶,马上行动,p108,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,开电冰的箱门,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,是,是,否,否,说明：当电冰箱的箱门关闭时，我们认为它受到外界的影响很少，可以忽略不记。,5,马上行动p108电冰箱的温度控制系统，开电冰的箱门,【,生活小常识,】,冰箱温度怎么调,调节方法：,温控旋钮一般有,0,、,1,6,、共,7,档，,一般,春秋天放到,3,档,夏天打到,1,档或,2,档，,冬天打到,4,档或,5,档。,6,【生活小常识】冰箱温度怎么调调节方法,思 考,P109,在下表所列控制系统中，可能存在哪些干扰因素？,控制系统,干扰因素,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,蔬菜大棚的温度控制,承载重量、电压波动,外界环境温度的变化、大棚材料的保温性能,滑轮组,的摩擦力,4.,生活中的干扰,7,思 考 P109在下表所列控制系统中，可能存在哪些干扰因素？,案例分析,p109,电视机,电视机有时在正常工作时，突然出现图像闪烁厉害或画面紊乱等情况，这是由于什么原因导致的呢？,电视机最忌磁场干扰，如果在电视机周围近距离放置冰箱、空调、电风扇等家用电器，会对电视机产生磁场干扰，从而导致电视机的图像出现抖动、波纹等现象。,干扰因素,所以说：我们在用电视机或者电脑时,要注意,磁场干扰。,8,案例分析p109电视机 电视机有时在正常工作时，,思考：干扰因素是否一无是处？,1,、在战场上，可利用一定频率的电磁波对敌人的信息指挥系统进行干扰。,2,、手机来电或收到短信时，会闪烁或震动并伴有音乐，从而提醒人们，其主要是根据电磁波干扰原理。,合理的利用干扰因素,，,也会,给我们的生活带来,很多帮助。,9,思考：干扰因素是否一无是处？1、在战场上，可利用一定频率的电,1.,导弹依靠自身动力装置推进，在飞行中会遇到气流，使导弹偏离预设路线。导弹系统始终检测导弹的飞行路线与预设路线之间的偏差，据此不断调整其飞行路线并导向目标。,这些气流可称为该控制系统的（）,A,反馈,B,干扰因素,C,被控量,D,控制量,答案：,B,练一练：,10,1.导弹依靠自身动力装置推进，在飞行中会遇到气流，使,2,如图所示为一款电冰箱的温度设定,/,显示触摸屏，左边的“,-16”,为设定冷冻温度，右边的“,8”,为设定冷藏温度，在电冰箱的温度控制系统中，属于影响其冷藏温度控制的干扰因素的是（）,A,把设定冷藏温度调整为,5,B,打开冷冻箱取出食物,C,把设定冷冻温度调整为,-10,D,打开冷藏箱取出食物,【,答案,】,D,练一练：,11,2如图所示为一款电冰箱的温度设定/显示触摸屏，左边的“-1,二、反馈（,拼音：,fn ku,）,重点知识：,【,字典,】,泛指发出的事物返回发出的起始点并产生影响,1.,定义：在,自动控制系统,中，将,输出量,通过适当的,检测装置,返回到输入端并,与输入量进行比较,的过程，就是反馈,。,闭环控制系统方框图,被控对象,控制量,给定量,控制器,执行器,检测装置,比较器,+,-,输出量,干扰,反馈,重点提醒：闭环中检测的是,输出量,。,12,二、反馈（拼音：fn,二、反馈（,拼音：,fn ku,）,重点知识：,案例分析：,p110,电冰箱的温度控制,提问：在本案例中，哪些是电冰箱温,度自动控制系统的检测反馈装置？,答：感温包、膜盒和传动膜片。,13,二、反馈（拼音：fn,反馈方法：,利用反馈来分析和处理被控对象，通过系统的输出来调整系统的行为，使系统沿着预期的目标运行的方法，称为,反馈方法。,马上行动,:P111,分析花房控制系统工作过程，并且补一个闭环自动控制事例,事例,输入量,检测装置,输出量,花房恒温自动控制,设定的温度,温度检测装置,水箱水位自动控制,设定水位,水位检测装置,水箱水位,花房的温度,二、反馈（,拼音：,fn ku,）,14,反馈方法：利用反馈来分析和处理被控对象，通过系统的输出来调整,2.,闭环控制系统的工作过程,从反馈来看，,闭环控制系统就是指在系统的,输出端与输入端之间存在反馈回路,，输出量对控制过程产生影响的控制系统。,其核心,是,通过反馈来减少被控量（输出量）的偏差。,闭环控制系统方框图,被控对象,控制量,给定量,控制器,执行器,检测装置（,反馈,）,比较器,+,-,输出量,干扰,重点知识：,二、反馈（,拼音：,fn ku,）,15,2.闭环控制系统的工作过程 从反馈来看，闭环控制系统就是,供水水箱的水位自动控制系统,案例分析,p112,被控对象：水箱,被控量：水箱中的水位,执行器：阀门,控制器：机械或电气,检测器：浮球,给定水位,（设定值）,浮球（检测装置）,电气控制,（控制器）,阀门,（执行器）,水箱,（被控对象）,干扰,比较器,水箱的水位,（被控量）,水箱自动控制方框图,16,供水水箱的水位自动控制系统案例分析p112被控对象：水箱给定,3,、闭环控制系统与开环控制系统的比较,类别,性能特点,开环控制系统,闭环控制系统,自动,调节被控量的偏差,控制精度,结构与成本,适用场合,不能,能,较低,高,简单、成本较底,复杂、成本较高,组成元件较稳定，外界干扰较小,精度,要求高、可靠性,高,另外,：,闭环控制系统比开环控制系统,多了一个由检测装置,组成的,反馈环节,。,重点知识：,二、反馈（,拼音：,fn ku,）,17,3、闭环控制系统与开环控制系统的比较,3,比较闭环控制系统和开环控制系统，下列说法正确的是（）,A,开环控制系统是人工控制，闭环控制系统是自动控制,B,由干扰因素的影响使得控制系统的输出量产生偏,差，,开环控制系统不能自动纠正这种偏差，而闭环控,制系统则能,C,由于闭环控制比开环控制的精度要高，所以设计,一个,控制系统要尽可能的使用闭环控制系统,D,只要有检测装置存在就一定是闭环控制系统。,【,答案,】,B,练一练：,特别注意：有检测装置的系统不一定是闭环控制系统。,例如：自动门，当人走进自动门时，红外线装置检测到,人体红外线信号，然后通过处理电路，启动电机的正转,和反转，实现开门和关门,，,此处检测的是输入量，并且,没有反馈。,红外线检测,执行器,被控对象,给定值,（体温）,输出量,（门开闭）,开环控制系统,开环与闭环的主要区别,是,看检测装置检测到的信号是输入量还是输出量，也就是看是否存在反馈,。,18,3比较闭环控制系统和开环控制系统，下列说法正确的是（）,4,由于干扰因素的影响，孵化室的温度随时都可能变化。对此下列说法正确的是（）,A,凡是能影响到孵化室温度的各种因素都是干扰,因素,B,干扰因素仅作用于闭环控制系统,C,因为孵化室的温度变化被控制在指定范围内，,所以说该系统能自动的消除干扰,D,闭环控制系统能自动的克服干扰因素所产生的,影响，开环则不能,【,答案,】,D,练一练：,19,4由于干扰因素的影响，孵化室的温度随时都可能变化。对此下列,1,如图所示是某家庭用抽水马桶水箱结构示意图，为了提高抽水马桶水箱水位的高度，适宜采取的措施是（）,A,往水箱放一些石头,B,缩短连杆的长度,C,增大浮球的直径,D,增加连杆的长度,【,答案,】,B,四、课堂练习,20,1如图所示是某家庭用抽水马桶水箱结构示意图，为了提高抽水马,2.,2014.9,浙江统一考试要设计水箱水位的闭环控制系统，下列器材中，适合用作检测装置的是（）,【,解析,】,本题较简单，考查对检测装置的选择要求熟悉各种常用电器元件尤其是传感器的功能。,【,答案,】,D,四、课堂练习,21,2.2014.9浙江统一考试要设计水箱水位的闭环控制系统,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。,给定量,控制器,温度调,控系统,花房,花房内温度,检测装置,（反馈）,干扰,比较器,22,练一练：某花农正在筹建一个小型花房，花房的温度冬季给定量,一、干扰因素：,1.,定义,2.,类型,3.,个数,4.,生活中的干扰因素,二、反馈：,1.,定义,2.,闭环系统中的反馈,课堂小结：,本节课我们都 学习了哪些重要知识？,在,自动控制系统,中，将,输出量,通过适当的,检测装置,返回到输入端并,与输入量进行比较,的过程，就是反馈。,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,23,一、干扰因素：课堂小结：本节课我们都 学习了哪些重要知识？,课后作业,祝大家学习愉快,!,1,、基础能力训练,2,：,P88,90,2,、想想学习中的干扰因素有哪些，你是,如何克服的？,24,课后作业祝大家学习愉快!1、基础能力训练2：P88,25,25,谢谢！,26,谢谢！26,飞机上能打手机深航飞京沪线率先实行,发表时间：,2008-4-22 10:16:42,随着技术的进步，目前已能够通过在客舱装备特定的通讯系统，实现手机通讯信号首先通过机载卫星通讯设备传输到国际通讯卫星，卫星再将信号传输到地面基站，继而通过基站完成与地面通讯设备之间的数据交换。在此过程中，旅客手机只与飞机客舱内的专用网络建立联系，其发射能量很低，在飞机安全操作范围内。,27,飞机上能打手机深航飞京沪线率先实行发表时间：2008-4-,阅读材料,飞机飞行过程中为什么不能使用手机,在飞机上，使用电子装置可能会干扰飞机的通信、导航、操纵系统，会干扰飞机与地面的无线信号联系，影响电子导航设备。尤其在飞机起飞、降落时干扰更大，即使这些干扰只造成飞机很小角度的航向偏离，也可能导致机毁人亡的后果，是威胁飞行安全的“杀手”。,28,阅读材料飞机飞行过程中为什么不能使用手机 在飞机上,加热炉的温度自动控制系统,案例分析,p113,被控对象：,加热炉,被控量：,炉内温度,执行器：,炉内加热器,检测器：,热电偶,控制器：,一种电子、微机控制,29,加热炉的温度自动控制系统案例分析p113被控对象：加热炉,三、,功能模拟方法,1.,定义：以功能和行为的相似性为基础，,用,“,模型,”,模拟,“,原型,”,的功能和行为的方法,，就是功能模拟法,比较