干扰与反馈：闭环控制系统的干扰与反馈

1、克服干扰的基本方法不包括： A、减弱干扰 B、提高系统性能 C、增强对干扰的控制 D、消除干扰
2、在空调器的温度控制系统中，下列不属 于影响其温度控制的干扰因素是（） A、打开门窗 B、空调器所在的房间温度由20。C变为32 。C C、房屋的格局 D、房间内人数增加。
3、家用冰箱的温控系统采用闭环控制。为了 进一步提高其抗干扰的性能，设计中采取 的措施是（ ） A、增加反馈环节 B、提高压缩机的制冷量 C、提高箱体的隔热性能 D、说明书上建议用户将冰箱远离其他家 用电器放置。
消除干扰 利用 干扰 克服
减弱干扰
反馈
在进行控制系统设计时，必须对可 能存在的干扰因素进行全面的调查和 分析，如果干扰比较经常和严重，对 控制目标影响产生严重的后果，就必 须考虑抗干扰措施，保证控制系统的 正常工作；如果可能存在的干扰不是 很严重，对系统正常工作影响不大， 就可以忽略。因为任何抗干扰措施的 实现，都意味着系统结构的复杂性和 成本的增加。
干扰因素 给定温度 电冰箱 实际温度
（1）开电冰箱门 √ 。 。 （2）电冰箱所在房间的温度从20 C变到32 C ； √ （3）把热菜或热饭放入电冰箱中；√ （4）在电冰箱外放一盆冷水 ×
在控制系统中干扰因素可能有一个， 也可能有若干个，有些干扰因素是由于环 境造成的，有的干扰因素是人为原因所致 的。
给定 温度
+ -
主弹簧及 连接杆
(控制器)
活动触 点
(执行器)
电冰箱
(被控对象)
实际 温度
感温包、膜盒、 传动膜片 （检测、反馈）
反馈
由于某种干扰因素的存在，系统的 被控量偏离给定值时，闭环控制系统 中的反馈环节能及时检测出被控量的 值，并迅速反馈到输入端，与给定值 进行比较，控制器根据比较得到的变 差信号进行调节，从而使系统的被控 量接近给定值，达到精确控制的目的 。
干扰与反馈
闭环控制系统的干扰与反馈
电磁信号 （干扰因素） 频道 （输入） 相应的频 道的信息 （输出）
收音机
（一）干扰因素
1、什么是干扰因素？ 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称为干扰因 素。 干扰因素 输入量 （给定值） 输出量 （被控量）
被控对象
【马上行动】对于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。
【小试验】坐姿提醒器报警试验
试验目的：通过视力保护提醒器报警试 验理解反馈的原理。 试验任务：使用视力保护提醒器，结合 产品说明书，试说明其工作原理。
使用者坐姿正确时，水银开关处于断开状 态，语音装置不发声。当使用者头部前倾至一 定角度时，语音装置发出提醒声音。 使用者根据提醒声音纠正坐姿，从而克服 干扰因素。
方法3：反馈
我们也可以通过加强控制系统的性 能来提高抗干扰能力，比较常用的就 是在控制系统中引入反馈。
（二）反馈
• 游戏：蒙着眼睛画鼻子
干扰因素
预期 位置
+ -
人
实际 位置
眼睛
（二）反馈
什么是反馈？ 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）。
【思考】：蔬菜大棚的温度控制可能存在哪些 干扰因素。
外部环境的变化、 大棚保温材料的保 温性能等
干扰因素是否一无是处？
在一般控制系统中，干扰因素是需 要克服பைடு நூலகம்。而在有些情况下，却可以利 用干扰因素实现某种目的。 例如：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。
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。 反馈方法是通过对结果的检测来调 整过程从而获得更为理想结果的思想和 方法，它已经在很多领域得到了广泛的 应用。
普通电水壶将水加热至沸腾时，需要人工 关闭电源，而自动保温电水壶具有当水温达 到沸点时自动切换到保温状态的功能，这也 是运用反馈方法实现自动控制的结果。饮水 机、空调对于温度的控制亦是如此。
干扰因素 正确 坐姿 + 坐姿提醒器 人 实际 坐姿
案例分析：电冰箱的温度控制
系统控制的 目的 输入量 输出量
控制温度
给定温度
电冰箱实际温度
该系统是如何实现温度的自动控制的？ 感温包不断地感测电冰箱内的工作 温度，并将温度信号及时反馈为传动膜 片的伸与缩的动作，改变活动触点的位 置，进而改变压缩机的工作状态。
这些都是有意对控制系统施加干扰，使 控制系统无法达到控制的目标。 思考：是不是控制系统本身需要干扰？
控制系统在工作过程中必须克服干扰， 使被控量稳定
• 克服干扰的基本方法：
X
方法1：消除干扰
克服干扰的基本方法：
【案例分析】：电视机 电视机克服磁场干 扰的方法是什么？
方法2：减弱干扰
克服干扰的基本方法：