闭环控制系统的干扰与反馈系统

P111 过程，并再补充一个闭环自动控
制的事例填写下表。
自动控制系 统
输入量
检测装置
输出量
花房恒温自动控 制
设定的温度
温度传感器
花房的温度
投掷飞镖
靶的位置 (期望值)
人的眼睛
闭环控制系统的干扰与反馈系统
飞镖实际投 掷的位置
P111 视力保护提醒器报警试验
试验目的：通过视力保护提醒器报警试验理解反馈 的原理。
风
应保持的速度
自行车
闭环控制系统的干扰与反馈系统
行车速度
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雨等；
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。
闭环控制系统的干扰与反馈系统
控制系统中，干扰因素可能有一个，也可能有 若干个。如战士在大风大雨中进行射击练习，风和 雨都是子弹命中准确度的干扰因素。
①什么是反馈？
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）。
闭环控制系统的干扰与反馈系统
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电冰箱的温度控制
﹢ 设定 比较器
温度
×
﹣
主弹簧 及连接
杆
制冷量
活动
压缩机
触点
电冰箱
闭环控制系统检的干测扰反与反馈馈装系置统
电冰箱 工作温度
的干扰因素？
⑴开电冰箱门； 是
⑵电冰箱所在房间的温度从 20℃变到32℃； 非
⑶把热菜或热饭放入电冰箱
中；
是
⑷在电冰箱外放一盆冷水。非
闭环控制系统的干扰与反馈系统
在下表所列控制系统中， 可能存在哪些干扰因素？
控制系统ຫໍສະໝຸດ Baidu
干扰因素
自动扶梯的升降 控制系统
自动扶梯的承载量，电梯 输入电压的波动
利用滑轮组提升重物 的控制装置
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，闭使环控室制系温统的保干扰持与反稳馈系定统 。
在电冰箱的温度控
P108 制系统中，下列情况是 否属于影响其温度控制
闭环控制系统的干扰与控反制馈系系统 统中的应用
1. 干扰因素
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。
在日常生活中，干扰（interference）是时常 存在的。例如，人在逆风中骑自行车，逆风对自行 车的速度构成干扰，要保持速度不变，人就需要用 力蹬车，以克服这一干扰；在飞机飞行过程中，手 机信号对导航信号构成干扰，直接影响飞行安全， 所以乘客必须关闭手机。
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。
如普通电水壶将水加热至沸腾时，需要人工关闭电 源，而自动电水壶具有当水沸腾时自动切断电源的 功能，这就是运动反馈方法实现自动控制的结果。
闭环控制系统的干扰与反馈系统
分析花房恒温自动控制的工作
把做好的视力保护提醒器与台灯同放在一个桌面上，通过可调光旋
钮或跳高台灯灯泡与桌面的距离，将台灯的光线逐渐调暗，是光线渐渐
减弱，观察视力保护提醒器，直到它报警。
用同样的方法将台灯调亮，使光线渐渐增强，观察视力保护提醒器，
直到它报警。
闭环控制系统的干扰与反馈系统
试验总结：
在视力保护提醒器内部已经设定两个可变电阻 的阻值，分别对应着强光和弱光报警的上、下限电 流值，这相当于一个已知的输入信号。当台灯光线 的输出信号通过光敏电阻反馈到视力保护提醒器内， 电路电流值与上、下限电流值比较，当电流值在这 两者之间时，电路不报警；当光线过暗或过强，提 醒器就报警，提醒人们电灯的光线过暗或过亮，人 们再根据这一提示调节可变电阻值，从而调整光线 的亮度。
试验准备：
有窗帘的房间，可调光台灯（或可调灯泡高度的台灯），试验电路 板，光敏电阻，微调电阻三极管，小喇叭，电阻，导线，电池盒等。
试验过程：
根据电路图焊接视力保护提醒器的电路，并根据人眼看书时适宜的 亮度范围，通过调节电路中的两个可变电阻Rp1和Rp2分别调整亮度的下
限和上限。
拉上窗帘使室内光线变暗。
闭环控制系统的干扰与反馈系统
生活中哪些干扰因素是可 P109 以利用的？如何进行利用？ 答：电磁波干扰信号。用来屏蔽手机信 号,从而防止考试作弊。
辩论:
如何看待控制系统中的干扰因素，请 进行以下辩论。
正方：干扰因素都是需要克服的。
反方：干扰因闭环控素制系有统的干时扰与也反馈系可统 以被利用。
2. 反馈
第四单元 控制与设计
一．控制的手段与
学习目标:
应用
二．控制系统的工作过
程与方式
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
三．闭环控制系统的 2.熟悉闭环控制系统中反馈环节的
干扰与反馈
作用。
3.熟悉闭环控制系统的工作过。
四．控制系统的设计与
4.了解功能模拟方法和黑箱方法在
实施
滑轮组的摩擦力
大棚外的环境温度变化， 蔬菜大棚的温度控制 大棚保温材料的保温性能
发生改变
闭环控制系统的干扰与反馈系统
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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，这是由于它受到外界磁场干扰所导致的现象。
如果在电视机周围放置一台电冰箱，当电冰箱启动工作时， 会形成一定范围的磁场，将对电视机的图像造成干扰，使其画 面紊乱。又如，空调器在工作时也会向周围空间发射大量的电 磁波，如果电视机与空调器的距离很近，电磁波将对电视机图 像造成干扰。此外，电风扇、日光灯等电器也会对电视机产生 不同程度的磁场干扰，从而导致电 视机的图像出现抖动，波纹等现象。
视力保护提醒器利用了反馈原理，可用于提示 学生用眼卫生。
闭环控制系统的干扰与反馈系统
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。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。
电视机最忌磁场干扰，这些近距离的 家用电器所形成的磁场，就是电视机正常 工作时的干扰因素。克服这些干扰因素的 办法就是将家用电器闭远环离控制电系统视的干机扰与放反馈置系统。
电子干扰战
在一般控制系统中，干扰因素 是需要克服的。而在有些情况下， 却可以利用干扰因素实现某种目的。如在军事演习中， 红方利用一定频率的电磁波对蓝方的信息指挥系统进 行干扰，使之不能正常工作。但在生产生活中，我们 需以谨慎、严谨的态度对待干扰因素的利用。