通用技术：控制系统的干扰与反馈

干扰因素举例
活动：分析下图中的干扰因素
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……
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。
例如：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。
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
谢谢！
闭环控制系统与开环控制系统的比较
系统
能否自动调 节补偿 控制精度
开环控制系统
闭环控制系统
否 低 简单
是 高 复杂
结构
适用场合
精度要求低、稳定 精度要求高、高可靠性
小 结：
1、干扰的概念 2、克服干扰的基本方法 3、反馈
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。
花房的温度 子弹射击位置
设定的温度
靶心的位置
射击
温度检 测装置
眼睛
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。
给定值
比较器干扰
干扰
干扰
干扰 被控量
控制 器
执行 器
反馈环节
被控 对象
供水水箱的水位自动控制系统
克服干扰的基本方法：
A、消除干扰 如：在飞机上不能使用通信工具 B、减弱干扰 如：电器在使用时远离其它电子设备 C、提高控制系统性能 如：采用闭环控制系统
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马上行动
温度的变化，但这 开电冰箱门 是 种变化一般有利于 电冰箱所在房间的温度从20度变到 32度 冰箱实现目标，不 是 属于干扰因素 。 把热菜热饭放入电冰箱中
被控量
检测装置
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（feedback）。
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:
事例 花房恒温自 动控制 输入量 检测装置 输出量
通用技术必修2第四章 控制与设计
第四节 控制系统的干扰
大方县第三中学欢迎你
活动1： 请同学们阅读教材上两个案例， 分析每个系统中的控制过程
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。
利用滑轮组提升重物的控制装置
蔬菜大棚的温度控制
外部环境温度变化，大棚保 温材料的保温性能改变等
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
反馈
闭环控制系统
给定量
+
比较器
控制量
控制器
执行器
被控对象
预设 水位 比较器
进水量
水位
控制器
阀门
水箱
浮球
加热炉的温自动控制系统
设定温度 比较器
热量
控制器
加热器
热电偶
加热炉
闭环控制系统与开环控制系统的比较
闭环控制：反馈控制， 偏差控制，可以抑
制内、外扰动对被量产生的影响。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。
是
否
在电冰箱外放一盆冷水
外面热气 进入冰箱将会引 严格说 起箱内温度变化， 电冰箱的温度控制系统， 属于干扰因素 。 这也会引起环境 下列情况是否属于影响其温度控制的干扰因素
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