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(共27张PPT)
开环控制系统和闭环控制系统
从信息传递过程上
从构成上：
闭环控制系统比开环控制系统多了一个检测输出量的装置
从定义上：
开环控制系统：信息的传递是单向的。
闭环控制系统：信息的传递是一条闭合的回路。
开环控制系统：系统的输出量不对系统的控制产生任何影响
闭环控制系统：系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响。
想一想：
粮库的温度和湿度都要控制。小型粮库一般是定期进行人工检测，根据需要进行湿度和温度控制。如果要实现温度和湿度的自动控制，可采用什么办法？请用方框图说明你的想法。
输入量 输出量 被控 对象 控制器 执行器 控制量
给定温度和湿度
实际温度和湿度
粮库
控制
电路
降温除湿装置
温度和湿度
粮库的温度和湿度自动控制系统
给定
温度、湿度
粮库
温度、湿度
控制器
降温除湿装置
实际温度
比较器
温度检测装置
＋
－
闭环控制系统的干扰与反馈
收音机
频道
（输入）
相应的频
道的信息
（输出）
电磁信号
（干扰因素）
被控对象
输入量
（给定值）
输出量
（被控量）
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，引起输出量（被控量）变化的各种因素称为干扰因素。
（一）干扰因素
【说一说】
骑自行过程中存在哪些干扰因素。
牛刀小试
自行车
应保持
的速度
行车速度
干扰因素
【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。
（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
给定温度
电冰箱
实际温度
干扰因素
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。
【思考】：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
蔬菜大棚的温度控制
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。
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。
你还知道哪些干扰因素可以利用的例子？
干扰因素是否一无是处？
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：
方法1：消除干扰
X
克服干扰的基本方法：
方法2：减弱干扰
电视机克服磁场干扰的方法是什么？
【案例分析】：电视机
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。
克服干扰的基本方法：
方法3：
（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）。
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
该系统是如何实现温度的自动控制的？
控制温度
给定温度
电冰箱工作温度
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。
给定温度
电冰箱温度控制系统
实际温度
检测装置
（感温包、膜盒、传动膜片）
-
+
反馈
干扰因素
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。
功能模拟方法
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
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。
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。
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。
对人脑的模拟
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
【小结】：
干扰因素：在控制系统中，除输入量（给定值）以外，引起输出量（被控量）变化的各种因素称为干扰因素。
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：
（1）消除干扰。找出干扰源，切断干扰。
（2）减弱干扰。
（3）加强系统性能提高抗干扰能力。比较常见的方法是在控制系统中引入反馈。
检测：
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。

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