第四章 控制与设计 第四节 控制中的干扰
第四章 控制与设计(高三复习课件)
（2）开环控制
而不能将控制的结果反馈回来，影响控制的作用 的系统
•优缺点：
开环
闭环 优点 结构简单、成本低 精确度高 缺点 精确度低 结构复杂、成本高
•应用原则：
（1）二者都能实现控制时，优先考虑开环控制； （2）二者可结合使用。
•辨别方法：
（1）看是否有反馈及能否调整
（2）加入干扰，看能否调整
第四章 控制与设计
第一节 了解控制
一、什么是控制？
人们按照自己的意愿或目的， 通过一定的手段，使事物向期望 的目标发展。
1、投飞镖
期望值
大脑
手
飞镖
落点
镖靶
2、骑自行车的控制过程
期望值 大脑 肢体 自行车 把 行驶方向
眼睛
二、控制的种类
1、根据控制的过程与方式
（1）闭环控制
能将控制结果（即比较量）反馈回来与希望值 （即基准量）进行比较，并根据他们的误差及 时调整控制作用的系统
例1：“投掷飞镖”过程的主要环节
命令发出者是： 命令执行者是： 执行的作用对象是： 反馈环节是：
大脑
肢 体（上臂和手）
飞镖 无
例2：“骑自行车”过程的主要环 节
命令发出者是： 命令执行者是： 执行的作用对象是： 反馈环节是：
大脑 肢 体（上臂和手）
自行车把（转向子系统）
眼睛
描述的语言、概念、具体描述的区别与联系
给定值
被控量
执行器
反馈环节
被控 对象
三、练习： 用方框图将下面的几个控 制系统表示出来。
1、供水水 箱的水位自 动控制系统
浮子
预设 水位
比较器
进水量
水位
控制器
阀门 浮球
通用技术与设计2教案(全册)
通用技术技术与设计2全册教案目录第一单元结构与设计第一节常见结构的认识第二节稳固结构的探析第三节简单结构的设计第四节经典结构的欣赏第二单元流程与设计第一节生活和生产中的流程第二节流程的设计第三节流程的优化第三单元系统与结构第一节系统的结构第二节系统的分析第三节系统的设计第四单元控制与设计第一节控制的手段及应用第二节控制系统的工作过程与方式第三节闭环控制系统的干扰与反馈第四节控制系统的设计与实施第一单元结构与设计第一节常见结构的认识【教材版本】本课程采用苏州教育出版社《技术与设计2》。
【设计理念】引导学生通过生活观察和技术试验，对简单结构进行强度与稳定性分析，解释它的强度高或低、稳定或者不稳定的原因。
引导学生进行实验，也可以让学生自己根据生活经验、兴趣爱好和已有条件，自行设计和制作实验，并得出结论。
指导学生对技术实验与观察的过程进行记录，并按照比较规范的格式写出实验报告，从而培养良好的实验作风与习惯。
【教学内容分析】本课是《技术与设计2》第一单元“结构与设计”的第一节“常见结构的认识”的第一课时。
世界上任何事物都存在结构,结构多种多样且决定着事物存在的性质。
本课时要通过展示自然界中形形色色的结构图以及对这些结构分析和研究,使学生明白“结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列”。
要让学生知道为什么要学习“结构与设计”，自然界中形形色色的结构给了人们无限的创造灵感和启示。
人们将其成果应用到技术领域, 是为了更好地服务于人类。
本课时还要讲解构件的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力，讲解应力概念。
当一个结构受到外力作用时,内部各质点之间的相互作用会发生改变, 产生一种抵抗的力,称为内力。
应力从认识常见的结构开始,通过学生熟悉的事例,展开技术视野中的力与结构讨论, 通过有趣的小试验, 强化对不同类型结构的特点的理解。
课时安排：2课时。
【学情分析】学生对结构虽有一定的了解，对结构的功能和分类也有一定的基础。
中华人民共和国国家标准洁净厂房设计规范
中华人民共和国国家标准洁净厂房设计规范第一章总则第1〃0〃1 条洁净厂房设计必须贯彻执行国家的有关方针政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，符合节约能源和环境保护的要求。
第1〃0〃2 条本规范适用于新建和改建、扩建的洁净厂房设计，但不适用于以细菌为控制对象的生物洁净室。
本规范有关防火和疏散、消防设施章节的规定，不适用于建筑高度超过24米的高层洁净厂房和地下洁净厂房的设计。
第1〃0〃3 条在利用原有建筑进行洁净技术改造时，洁净厂房设计必须根据生产工艺要求，因地制宜、区别对待，充分利用已有的技术设施。
第1〃0〃4条洁净厂房设计应为施工安装、维护管理、测试和安全运行创造必要的条件。
第1〃0〃5条洁净厂房设计除应按本规范执行外，尚应符合现行的国家标准、规范的有关要求。
第二章空气洁净度等级第2〃0〃1条空气洁净度应按表2.0.1规定划分为四个等级。
注：对于空气洁净度为100级的洁净室内大于等于5微米尘粒的计算应进行多次采样。
当其多次出现时，方可认为该测试数值是可靠的。
第2〃0〃2条洁净室空气洁净度等级的检验，应以动态条件下测试的尘粒数为依据。
洁净室空气洁净度的测试，应符合附录二规定。
第三章总体设计第一节洁净厂房位置选择和总平面布置第3.1.1条洁净厂房位置的选择，应根据下列要求并经技术经济方案比较后确定：一、应在大气含尘浓度较低，自然环境较好的区域；二、应远离铁路、码头、飞机场、交通要道以及散发大量粉尘和有害气体的工厂、贮仓、堆场等有严重空气污染、振动或噪声干扰的区域。
如不能远离严重空气污染源时，则应位于其最大频率风向上风侧，或全年最小频率风向下风侧；三、应布置在厂区内环境清洁、人流货流不穿越或少穿越的地段。
第3〃1〃2条对于兼有微振控制要求的洁净厂房的位置选择，应实际测定周围现有振源的振动影响，并应与精密设备、精密仪器仪表允许环境振动值进行分析比较。
第3〃1〃3条洁净厂房最大频率风向上风侧有烟囱时，洁净厂房与烟囱之间的水平距离不宜小于烟囱高度的12倍。
高中通用技术 4.4控制系统的干扰教案 地质版
第四节控制系统的干扰一、教学内容分析：本节是在学生对控制系统有一定认识的基础上具体的阐述闭环控制系统的干扰与反馈的辨证关系，是全书的重点章节，也是控制系统的具体应用章节。
为以后学习的控制系统的设计等内容奠定了理论基础。
本节内容在《控制和设计》中起到举足轻重的作用，不仅可以使学生对闭环控制系统中的反馈（feedback）有很深的认识，而且也为闭环控制系统的设计与实施打好基础。
本节教材主要包含三部分内容：干扰因素、反馈、功能模拟法、黑箱法。
本节是本单元的重点，也是一个难点，分析干扰因素及反馈给控制系统带来的影响，综合了本单元前两节的知识。
从模块角度看，该节融合了该模块第二单元流程与设计，以及第三单元系统与设计的内容，控制过程本身的工作过程就是一个流程，闭环控制系统大致包括控制环节、执行环节、反馈环节和比较环；反馈也体现了系统的环境适应性，因此，本节是本模块的综合应用。
本单元是本课程知识的综合应用，综合了必修1、必修2的知识，讲了闭环自适应控制，体现了技术以人为本的理念。
二、教学对象分析：学生对控制机理比较陌生，整个教学都应以案例分析为主，所举案例应力求简单。
三、目标：1.知识与技能：（1）能结合案例找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素，并作分析。
（2）熟悉闭环控制系统中反馈环节的作用。
（3）熟悉闭环控制系统的工作过程。
（4）了解功能模拟方法和黑箱方法在控制系统中的应用。
2.过程与方法：用方框图分析生活中常见控制系统，通过实践、游戏、讨论、分析、讲授法、问题教学法、小组讨论法、设计教学法等方法使学生懂得反馈在闭环控制系统中的作用，了解功能模拟方法和黑箱方法在控制系统中的应用；结合案例分析影响简单控制系统运行的主要干扰因素及克服方法。
3.情感态度价值观：通过学习，联系生活，能具体问题，具体分析，能在生活中应用反馈原理，调节自身的心理、学习与生活。
培养学生的观察能力，体验学习乐趣。
渗透安全教育、德育教育、环保等教育。
普通高中通用技术教材(地质出版社出版)
普通高中通用技术教材（地质出版社出版）编写特点介绍本套教材主编之一陈玲玲普通高中通用技术教科书（地质出版社出版）是在邓小平同志关于“教育要面向世界、面向未来、面向现代化”的教育思想和《中共中央国务院关于深化教育改革，全面推进素质教育的决定》精神的指导下，依据国家《基础教育课程改革纲要》（试行）和《普通高中技术课程标准》（实验）编写的。
这次经教育部专家组反复审核通过的教材包括必修模块《技术与设计1》、《技术与设计2》和选修模块《家政与生活技术》、《服装及其设计》及现代农业技术模块中的《农副产品的营销》共5本。
正如大家所了解的，编写这样的通用技术教材，在全国尚属首次，是一种新的尝试。
在编写中，我们力求使本套通用技术教材，体现新课程的理念，符合《普通高中通用技术课程标准》（以下简称《课标》）的目标要求，突出技术课程的特点，既面向广大农村学校，又适用于各类普通高中，有利于培养学生的创新精神和实践能力，全面提高技术素养。
基于上述认识，下面我把这次审查通过的5本高中通用技术教材的编写特点，向大家作一个综合介绍。
本套教材编写的主要特点如下：一．紧扣通用技术课程《课标》的要求，全面落实三维目标与过去传统高中教材完全不同的是，《课标》对教材必须实现的三维目标（知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观）作了十分明确的规定与要求。
因此，我们自始至终尽力将三维课程目标融合为一体，使它有目的，有计划地贯穿于整个通用技术课的教学过程之中。
这5本教材都注意了精选教学内容，优化编排体系，倡导师生互动，提倡合作学习，加强自主探究。
教材以技术设计、技术活动为主线，把知识学习与技术实践紧密联系起来，有利于三维目标的落实。
具体来说，全套教材落实三维目标的总的思路是：帮助学生拓展技术视野，形成正确的技术观，学会正确全面地认识、理解技术，能理性地运用技术知识，处理和解决各种技术问题，学会选择、使用、管理、评价技术，形成较强的创新精神、创新意识和技术实践能力，为迎接未来社会的挑战，提高生活质量，实现终身发展奠定基础。
第四章 控制及其设计-2022年高中通用技术学业水平考试综合复习(粤科版2019)必修 技术与设计2
【解析】：该系统的执行器是驱动电机，控制量是驱动电机的转速。
（3）为了提高雨刷效果，并适合不同的场合，以下的几个优化措施中，最合理的是___；
【答案】：③
【解析】：该控制系统的目的是控制雨刮器的运行，最终是使档风玻璃清晰，帮助人们安全行车，所以③最合理。
（4）以下属于该优化的影响因素的是_____（选填序号：①雨量大小；②车速快慢；③检测装置的精度）。
C．该控制系统的执行器是水泵
D．该控制系统的被控量是水
【答案】：C
【解析】：控制量是喷头的开和关，被控对象是高压水流，执行器是水泵，被控量是水流的压力。
14．如图所示某款高铁站自动取票机，用户点击屏幕上“互联网取票”菜单命令，然后将身份证置于读取器位置，电脑获取身份信息，打印车票并驱动相关电机及机械装置，将车票从取票口送出。关于自动取票机的控制，下列说法正确的是
【答案】：②
【解析】：该控制系统是控制水床上表面的实际湿度，所以湿度传感器应放在水床上表面。
（3）为了节能环保，下列对鸡蛋孵化箱的优化措施合理的是____和____（选填序号：①换用更大的泡沫箱作为箱体；②换用更厚的泡沫箱作为箱体；③在泡沫箱内壁粘贴一层减小热辐射损失的材料；④换用功率更大的电源）。
4.4控制中的干扰
（一）干扰对控制功能的影响
干扰：在控制系统中，常有一些变化不定的因素对系统的行为造成不良的影响，这种有害因素，称为干扰。
干扰会使被控对象产生错误动作。
干扰的理解：除输入量以外，引起被控量变化的有害因素才被定义为干扰。
一般来说，闭环控制系统能不断地修正控制效果，以减少被控量和给定量之间的误差。所以闭环控制系统有更好的抗干扰能力。
必修
第
一、章节体系
高中通用技术：第四章 控制与设计 教案
第四章控制与设计〔一〕本章重点知识阐述：（1）控制是人们根据自己的目的，通过一定的手段，使事物沿着某一确定的方向发展。
这里所说的手段就是控制技术。
（2）简单的控制系统由两部分组成，即被控对象和控制装置。
其中的控制装置，包括传感器、控制器、执行器等环节，对于闭环系统来说，还包括反馈环节和比较环节。
（3）闭环控制系统是信息流经一个闭合环路，在其系统中将输出信息反传给比较环节的做法，称之为反馈。
开环控制系统是信息总是自输入端单向传至输出端，不存在信息逆向流动，也就不存在闭环。
（4）干扰就是控制系统的外部环境或条件对系统的工作准确性产生的影响，这种影响越小越好。
分析一个控制系统的干扰因素要分析控制系统易受到其外部环境或条件中的哪些因素的影响。
（5）控制系统的运行调试通常有以下几方面的内容，即：系统的试运行、系统参数的调整、其他问题的发现与解决。
〔6〕控制系统的评价与优化通常有以下几个方面内容，即系统方案的评价与优化，系统制作水平的评价与优化，系统的总体评价与优化等。
〔二〕基础知识再现：1、信息流经一个闭合环路，这类系统称之为。
此系统中将输出信息反传给比较环节的做法，称之为。
2、闭环控制系统与开环控制系统，是两类不同的系统。
从构成形式上看，二者的不同表现为。
从本质上讲，二者的不同在于。
3、简单的控制系统由两部分组成，即和。
其中的控制装置，包括传感器、控制器、执行器等环节，对于闭环系统来说，还包括环节与环节。
4、开环控制系统的结构和原理比较简单，信息从输入端传到输出断，仅有一条路径。
它的最大缺点是不高；闭环控制系统的结构较为复杂，信息流经的路径有两条，它可以有较高的和较强的性能。
5、控制系统框图中，信息流经的路径叫做，对于闭环控制系统来说，有两个基本通道，那就是和。
6、在控制系统中，将控制器的信号转换成能影响被控对象的信号的装置，称为。
7、在人体温度控制系统中，皮肤相当于。
8、就是控制系统的外部环境或条件对系统的工作准确性产生的影响。
高中通用技术_第一节 了解控制教学设计学情分析教材分析课后反思
单位：姓名：日期：了解控制一、教学目标1、知识与技能①理解控制的含义及其在生产和生活中的应用②理解控制系统的类型2、过程与方法通过讨论、分析、探究等方法，应用相关的理论知识解决实际问题。
3、情感态度与价值观①通过小组合作学习培养一丝不苟的工作态度，增强团队合作的能力。
②激发学生探究的兴趣，培养勇于探索、善于动脑，勤于动手的科学精神。
二、教学重点和难点1、教学重点①理解控制的涵义②理解开环控制和闭环控制2、教学难点学会分辨控制系统的分类三、教法学法情景导入、讲解示例、案例分析、体验试验、合作学习……四、教学准备1、儿童遥控玩具车1个；2、制作PPT课件。
五、教学过程六、教学板书了解控制一、控制的涵义二、控制的分类七、教学反思在教学过程中主要采用任务驱动的教学理念和分层次教学方式。
信息技术在本次教学中具有很大优势。
第一，教师通过多媒体演示法使教学更加直观、清晰。
第二，实现分层次教学的思想。
教师系统讲解保证每一个学生达到了本课基本要求。
给出足够的时间让学生自己练习，可以让学有余力的同学超前学习新知识或自学其他软件，挖掘其潜在能力。
《通用技术》与其它科目不同，它不受年级或年龄的限制，只与平时学习和实践有关，以照顾到更多的初学者，真正完成教学目标。
若能选出特别优秀的同学代替老师讲课更好，可调动学生的积极性与主动性，也培养了学生的素质。
效果分析《了解控制》不仅介绍了日常生活中的一些行为及航天飞机的发射、汽车自动化生产线等一组文图引入，让学生感受什么是控制以及体会控制普遍存在于当今社会的各个方面。
然后通过点鼻子、画眼睛等游戏，引入开环控制和闭环控制的概念。
进而引导学生发现反馈环节在闭环控制中的重要作用。
最后通过控制实例，说明手动控制和自动控制的定义。
通过本节课的学习，学生对控制有一个初步的认识，对控制的一般性分类有一个基本的认识，同时感受控制技术与生活、生产的密切关系，为后续内容的学习打好基础。
在教学过程中主要采用任务驱动的教学理念和分层次教学方式。
电磁干扰对电力设备影响的分析与控制
电磁干扰对电力设备影响的分析与控制引言：电磁干扰是指来自外部电磁场的干扰信号，它可能对电力设备的正常运行产生一系列不良影响。
电磁干扰的源头可以是电力电磁设备、无线电发射设备以及其他电磁波等。
本文将深入分析电磁干扰对电力设备的影响，并探讨相应的控制方法，旨在提高电力设备的稳定性和可靠性。
一、电磁干扰对电力设备的影响分析1. 电磁干扰对电力设备的直接影响电力设备在工作过程中，常常会受到电磁干扰信号的影响，直接影响包括但不限于以下几个方面：首先，电磁干扰可能导致电力设备的工作异常，比如频繁出现故障、性能下降等。
这些问题会直接影响到电力设备的正常运行，带来不可忽视的经济和安全风险。
其次，电磁干扰可能导致电力设备发生误操作，从而造成设备或工作环境的损坏。
例如，高压线路受到强烈的电磁场影响，可能导致线路跳闸，引发火灾等严重后果。
最后，电磁干扰还可能对电力设备的寿命产生不良影响。
频繁的电磁干扰会引起设备内部元器件的电压和电流变化，加速元器件老化，缩短设备的使用寿命。
2. 电磁干扰对电力设备的间接影响除了直接影响外，电磁干扰还会对电力设备的周边环境产生间接影响。
首先，电磁干扰可能对周围的通信设备产生影响，并干扰无线电信号的传输。
这会导致通信中断、数据传输错误等问题，严重影响到正常的工作和生活。
其次，电磁干扰可能导致其他电力设备的故障。
当一个设备受到电磁干扰时，它可能会通过导线或电网传播到其他设备，造成级联故障。
这种级联故障往往带来更大的经济损失，也增加了设备维修和运行的困难。
最后，电磁干扰可能对人体健康产生潜在影响。
特别是一些敏感群体，比如孕妇、老人和儿童等，容易被电磁干扰信号引发的电磁波辐射影响到，可能引发一系列健康问题。
二、电磁干扰的控制方法为了保证电力设备的正常运行和提高其可靠性，我们需要采取一些控制方法来减少电磁干扰的影响。
1. 设备的电磁屏蔽电磁屏蔽是通过设计合理的金属外壳或屏蔽罩来阻挡和吸收电磁波，从而降低电磁干扰的传播。
电子自动化控制中的干扰因素及改善
电子自动化控制中的干扰因素及改善电子自动化控制系统在现代工业生产中扮演着至关重要的角色，它能够实现设备的自动化控制和监测，提高生产效率，降低劳动强度，确保生产质量。
电子自动化控制系统在运行过程中往往会受到各种干扰因素的影响，导致系统性能下降、故障频发，给生产带来不利影响。
深入分析和改善电子自动化控制中的干扰因素显得尤为重要。
1. 电磁干扰：电磁场能够对电子自动化控制系统中的传感器、执行器和控制器产生干扰，导致系统误差增大、信号失真、通讯中断等问题。
2. 温度和湿度变化：环境温湿度的变化会影响电子元器件的性能和稳定性，导致系统性能降低、寿命缩短。
3. 电源干扰：电源波动、噪声和突变等问题会直接影响到电子设备的正常运行，导致系统崩溃或损坏。
4. 机械振动：机械振动会对电子设备产生冲击和震动，导致连接失效、接触不良、松动等问题。
5. 其他因素：还包括化学腐蚀、尘埃、震荡等因素，都会对电子自动化控制系统产生影响。
1. 设备的外壳设计：应根据设备的使用环境和特点，选用适当的防护措施，如防水、防尘、抗腐蚀等设计。
2. 信号线路的布置：在设计和安装信号线路时，应注意尽可能减少线路的长度，增加线路的间距，避免干扰信号。
3. 电磁兼容设计：在系统设计中要考虑电磁兼容性，采取屏蔽措施、滤波措施等，减小系统对外部电磁场的敏感度。
4. 地线设计：合理的地线设计可以有效减少电子设备的干扰。
应注意地线的布线方式、长度和材质的选择。
5. 系统的冗余设计：在系统设计中应考虑到可能出现的故障和干扰因素，合理的冗余设计可以提高系统的可靠性。
6. 系统的自检与保护：系统应具备自检和保护功能，当出现干扰因素影响时，能够及时发现和处理。
7. 电源设计：合理的电源设计能够有效减小电子设备的干扰敏感度，如采用稳定的电源、增加滤波电路等。
8. 检测和监控：对电子设备的运行状态进行定期检测和监控，发现问题及时处理。
9. 周期性维护：定期对电子自动化控制系统进行维护，包括清洁、紧固、润滑等操作。
高中通用技术必修2《技术与设计2》教材分析单元目标解读
2、了解在控制系统中克服干扰的基本方法。
1、结合实际案例懂得从多个角度分析干扰对控制的影响；
2、能通过运用克服干扰的基本方法，对“升国旗定时控制装置”进行优化。
养成全面、统筹看待问题的态度。
重点：
了解干扰对控制的影响，以及克服干扰的基本方法。
难点：
能对简单对象进行流程设计或流程的优化改进。
第一节
了解流程
1、了解流程的含义；
2、 理解流程在生产生活中的作用。
经历拆卸与安装圆珠笔的技术实践过程，初步学会在生产生活中运用流程的思想和方法，体会流程的作用和意义，并能运用到具体的技术实践中去，解决实际问题。
理解流程在生活、生产中的作用，增强时间观念，形成运用科学合理的流程保证生活生产的质量和安全，提高生活生产的效率的思想意识以及提高产品质量的意识等。
2对控制系统实例的分析学会依照被控对象的基本特征确定其被1对控制概念的理解懂得人在控制过程中起到的作用是通过一定手段让事物沿着某一确定的方向发展是发挥主观能动性的过程而不是完全掌控或代替事物发展
《技术与设计2》教材分析
单元目标解读
章节
教学目标
重、难点
知识与技能
过程与方法
情感、态度与价值观
必修二
第一章
1、学会全面、系统地看待需要解决的问题对象；
2、在制作过程中养成不怕挫折的精神。
重点：
让学生掌握控制系统的设计方法，有效地将知识与设计实践相结合。
难点：
保证设计题目的开放性，引发学生从不同的角度，运用不同的设计方法和控制试题来完成设计任务，使作品多样化，提高学生解决实际问题的能力。
电子工程高频电路设计中的信号干扰与抑制
电子工程高频电路设计中的信号干扰与抑制在电子工程高频电路设计中，信号干扰是一个不可忽视的问题。
随着高频技术的快速发展，信号干扰对电子设备的正常工作产生了越来越大的影响。
因此，了解信号干扰的产生原因和抑制方法对于高频电路设计者来说至关重要。
一、信号干扰的产生原因信号干扰是指在电子设备中，由于电磁波的传播和相互作用，导致设备接收到不相关的电信号而产生的电压、电流的变化。
信号干扰主要有以下几个原因：1.电磁波辐射干扰：当电子设备工作时，会产生辐射电磁波，这些电磁波会干扰其他设备的正常工作。
2.电磁波传导干扰：电磁波可以通过导线、电缆等传导到其他设备中，从而导致信号干扰。
3.互调干扰：不同频率的信号在设备中相互调制，产生了新的频率信号，这些频率信号可能与其他设备中的信号发生干扰。
4.信号耦合干扰：当不同信号在电子设备内部传输时，由于电路的互连导致信号互相干扰。
二、信号干扰的抑制方法为了减少信号干扰对电子设备的影响，设计者需要采取一些方法来进行干扰的抑制。
以下是一些常用的抑制方法：1.屏蔽：对于辐射干扰，可以采用屏蔽材料或屏蔽罩来将辐射电磁波隔离，减少干扰对其他设备的影响。
2.滤波：通过在电路中加入滤波电路，可以滤除掉不需要的频率信号，减少干扰的发生。
3.接地：良好的接地系统可以降低电磁波的辐射和传导，减少信号干扰的发生。
4.隔离：对于互调干扰、信号耦合干扰等问题，可以采用隔离技术来减少干扰的传播路径。
5.布线规划：合理的布线规划可以降低信号耦合干扰的可能性，减少干扰对电子设备的影响。
6.使用抑制器件：在设计电路时，可以选择一些特殊的元件来抑制信号干扰，如使用抑制器、电磁屏蔽罩等。
三、信号干扰与抑制的案例分析下面我们以手机通信电路设计中的信号干扰与抑制为例进行分析。
在手机通信电路设计中，信号干扰是一个常见且严重的问题。
手机电路中包含了众多的模拟信号和数字信号，这些信号之间相互传输，很容易引起信号干扰。
为了抑制信号干扰，手机电路设计者需要充分考虑以下几个因素：1.电源管理：手机电路中的模拟信号和数字信号需要稳定的电源供应，因此电源管理电路的设计十分重要。
机电一体化系统设计(最终版)ppt课件
2020/4/11
电力拖动
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第三节 机电一体化的相关技术
机械技术（精密机械技术）
是机电一体化的基础。机电一体化的机械产 品与传统的机械产品的区别在于：机械结构 更简单、机械功能更强、性能更优越。
机械技术的出发点在于如何与机电一体化技 术相适应，利用其他高新技术来更新概念， 实现结构、材料、性能以及功能上的变更。
现代机械：以力学、电子学、计算机学、控制 论、信息论等为理论基础，以经验、机、电、 计算机、传感与测试等技术为实践基础。
机械：强度高、输出功率大、承载大载荷；实 现微小复杂运动难。
电子：可实现复杂的检测和控制；但无法实现 重载运动。
202的定义
机电一体化是在以机械、电子技术和计算 机科学为主的多门学科相互渗透、相互结 合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴 边缘技术学科。
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电力拖动
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第四节 机电一体化系统的 基本功能要素
接口
将各要素或子系统连接成为一个有机整体， 使各个功能环节有目的地协调一致运动， 从而形成机电一体化的系统工程。
其基本功能主要有三个：变换、放大、传 递
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电力拖动
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第五节 本课程的目的和要求
本课程的目的和要求
第三节 机电一体化的相关技术
自动控制技术
自动控制技术的目的在于实现机电一体化 系统的目标最佳化。 机电一体化系统中的自动控制技术主要包 括位置控制、速度控制、最优控制、自适 应控制、模糊控制、神经网络控制等。
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电力拖动
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第三节 机电一体化的相关技术
伺服驱动技术
伺服驱动技术就是在控制指令的指挥下， 控制驱动元件，使机械的运动部件按照指 令要求运动，并具有良好的动态性能。 常见的伺服驱动系统主要有电气伺服和液 压伺服。
自动控制系统中干扰的定义
自动控制系统中干扰的定义在自动控制系统里，干扰这个词儿，可能听起来有点神秘，但其实它就是指那些搅局的因素。
想象一下，你正在看电视，一个好剧正要开播，突然有人在你面前跑来跑去，你肯定觉得特别烦对吧？干扰在自动控制系统中的作用，也差不多就是这样——它们会打断系统的正常工作，让系统无法按照预定的目标运行。
1. 什么是干扰？1.1 干扰的基本概念干扰，顾名思义，就是那些不受欢迎的“捣乱分子”。
在自动控制系统中，这些干扰可能是外部的，比如噪音、震动，也可能是内部的，比如设备老化导致的信号失真。
简单来说，干扰就像是系统运行中的小石子，扔进池塘里，水面会有涟漪，让系统的表现不如预期。
1.2 干扰的种类干扰可以分成几种类型：外部干扰：比如说环境变化、设备之间的电磁干扰。
这些都是系统外部的干扰因素。
内部干扰：系统内部的一些问题，比如元件老化、信号处理不精确等。
这些问题会直接影响系统的控制效果。
2. 为什么干扰会影响控制系统？2.1 干扰的影响机制控制系统的目标是确保某个过程能够稳定运行，比如保持温度、速度等。
干扰就像一股突如其来的风，把系统的稳定性搞得一团糟。
比如，你在控制一个温度系统，外部气温骤降，系统需要调整加热量来维持温度。
如果气温变化过快，系统就可能没法及时调整，结果就是温度波动不定。
2.2 干扰的处理难度处理干扰的难度就像在暴风雨中开车，前面什么都看不清。
干扰的种类、强度都不一定，系统要实时处理这些不可预测的变化，这就要求系统不仅要灵敏，还要智能。
对于系统设计者来说，处理干扰就像是在解决一个复杂的谜题，需要耐心和技巧。
3. 怎么应对干扰？3.1 设计上的应对措施为了减少干扰的影响，设计师们会在系统设计时加上一些防护措施。
比如，可以设计过滤器来过滤掉一些不必要的信号，或者使用更高精度的传感器来提高系统的稳定性。
简单来说，就是在系统里装上一些“护身符”，保护它不受干扰的伤害。
3.2 实时控制与调整系统还可以通过实时控制来应对干扰。
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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
是
是
把热菜热饭放入电冰箱中
在电冰箱外放一盆冷水
是
否
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
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
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
小 结：
1、干扰的概念 2、克服干扰的基本方法 3、功能模拟法 4、黑箱方法
闭环控制系统的工作过程
闭环控制系统的核心是通过反馈来减少被控量（输出量） 的偏差。所以一个闭环控制系统，能够克服外界干扰，使被 控量控制在给定值附近。
比较器
给定值
干扰
干扰
干扰
干扰 被控量
控制 器
执行 器
反馈环节
被控 对象
功能模拟方法
比较加热炉温度自动控制系 统与手动控制系统，我们发现，控 制器代替人脑实现了温度控制的功能，执行器代替人手实现了 调压的功能，检测装置代替了人眼实现了检测温度值的功能。
例如：在国际象棋的人机对弈中，计算机具有与人脑类似的逻辑判断功 能，能模拟棋手的思维与人下棋。
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。
第四章
控制与设计
第四节 控制中的干扰
什么是干扰因素
干扰因素
各种电器设备对电视机的干扰.
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。
据美国媒体报道称，在沙尘期间，美国间谍卫星能够通过各种 不同波长来穿透沙尘暴进行侦察；而且美国空军还对其E-8C联合 监视目标雷达攻击系统飞机进行了升级，根据任务和飞行高度的不 同，该机能够对20000平方公里范围的地区进行瞬间扫描。有报道 称，此举能让在伊拉克的沙尘暴中执行任务的飞行员跟他们佩戴了 夜视镜的陆军大兵兄弟一样，可以在漆黑的夜晚自由行动。 国外媒体报道称，在美军部队展开局部攻击的同时，他们坐在 中央司令部里的高级指挥官们可以通过显示屏，实时清晰地看到代 表美军部队的虚拟图像符号的运动轨迹，到达的准确位置和推进速 度，甚至具体到代表每一辆装甲车和每一个美国大兵的虚拟图像符 号的运动方向与速度，以帮助他们“轻易”地做出实时的战争部署。 据了解，美军监测与通讯所依赖的全球定位系统是一种基于地球 卫星无线电通讯技术的网络，其平均误差不超过3米，对物体位置 数据信息的收集与传递能力可以达到连续性二维覆盖(纬度和经度) 与几乎无间断的三维覆盖(纬度、经度和高度)。国外媒体有报道这 样描写到，一场惨烈的战争实况画面正在以图像符号化的形式摆在 美国“高层”面前，然而，这种模拟可视化的形式展现在美军高层 的“美伊电子战”，对于伊拉克平民以及美伊参战士兵又意味着什
伊拉克战争中的干扰与反干扰
战场聚焦：伊拉克战争——电子战血腥依旧
有消息称，为去除伊国宣传利器，2003年3月26日，美国首次 投放了电磁脉冲炸弹轰炸伊拉克电视台。这种炸弹利用高强度的电 磁脉冲破坏了半径数十公里至数百公里内的电子设备，让这些设备 完全不能发挥作用，美伊电子战由此爆发。 其实美伊战争初始，美英联军就在多类卫星、电子战飞机等平 台的支持下，在这场开始就步入电子战模式的现代战争中，取得了 压倒性优势。有报道称，自空袭开始，伊军最高统帅部与下属部队 的无线电联系就完全中止，伊军多个雷达阵地被摧毁，严重的影响 防空火器的作战效能。
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，就是功能模拟法
对人脑的模拟
历史上曾经有过能模拟人 的动作行为的各种模型，却没 有解决从结构上模拟人的大脑 进行思考的问题，因为人的大 脑太复杂了。在没有彻底弄清 人脑内部结构和机理的情况下， 必须另辟一条新的模拟途径，这条途径不要求从结构 上去模拟人脑，而是只要求模型在功能行为上与人脑 相似。也就是，仅仅根据模型和人脑在功能行为上的 相似，实现对人脑的模拟。
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）
课堂纪律、周围环境、老师的态 度与水平、家庭环境、朋友等
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
强大的电子武器与电子监测与通讯系统对美军左右战局起到了 至关重要的作用。从25日开始，伊拉克巴格达附近地区开始刮起猛 烈的沙尘暴，之后，巴格达又开始下雨。而尽管伊拉克的沙尘暴使 当地的能见度极差，在这种恶劣的天气中美军的进攻仍然没有停止。 先进的电子装备帮助美英联军洞穿了伊拉克的沙尘暴，同时也穿透 了伊军的防区。
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。
克服干扰
控制系统在工作过程中必 须克服干扰，使被控量稳定。
空调器的温度控制系统是闭环控制 系统，它能克服室外温度变化这一 干扰，当室外温度升高时，空调器 监测出干扰引起的室内温度变化， 通过启动压缩机降温来克服这一干 扰，使室温保持稳定。