闭环控制系统的干扰与反馈系统
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三《闭环控制系统的干扰与反馈》.ppt
抽水马桶就是典型的案例：
请尝试画出抽水 马桶的控制系统 方框图
三、干扰与反馈
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。
例如：人在逆风中骑自行车
风
应保持的速度
自行车
行车速度
马上行动
在空调的控制系统中，下列哪些处于 干扰因素？
⑴开门、开窗； ⑵房间里增加人； ⑶打开房间里的吊扇； ⑷房间里的人走动。
比较器 +
-
控制电路 压缩机 温度检测装置
电冰箱
输出 温度
⑶走道路灯的声控系统
声音
声音 传感器
开关信号
开关电路
灯
灯亮
(4)交通路口红绿灯自动控制（根据车 流量大小改变红绿灯时间）系统
设定红 绿灯停 留时间
比较器 +
-
控制 电路
红绿灯 开关 红绿灯 转换器
车流量检测装置
红绿灯 停留时
间
课堂小结
1.闭环控制系统方框图
游泳池水位控制系统的干扰因素
定时器的误差（定时控制系统） 进水阀门水流量的不稳定性
控制系统中，为了克服干扰，保持输出稳 定，需要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，这种比较过程称 为反馈。
闭环控制系统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。
所谓黑箱方法是将要研究的系统作为黑箱， 通过对系统输入与输出关系的研究，进而推断系 统内部结构及其功能的方法。
拍
西瓜
声音
系统的输入
控制 系统
系统的输出
马上行动：列举黑箱方法应用的例子，并填写下表。
黑箱方法应用的例子 信息学奥赛选手程序
请尝试画出抽水 马桶的控制系统 方框图
三、干扰与反馈
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。
例如：人在逆风中骑自行车
风
应保持的速度
自行车
行车速度
马上行动
在空调的控制系统中，下列哪些处于 干扰因素？
⑴开门、开窗； ⑵房间里增加人； ⑶打开房间里的吊扇； ⑷房间里的人走动。
比较器 +
-
控制电路 压缩机 温度检测装置
电冰箱
输出 温度
⑶走道路灯的声控系统
声音
声音 传感器
开关信号
开关电路
灯
灯亮
(4)交通路口红绿灯自动控制（根据车 流量大小改变红绿灯时间）系统
设定红 绿灯停 留时间
比较器 +
-
控制 电路
红绿灯 开关 红绿灯 转换器
车流量检测装置
红绿灯 停留时
间
课堂小结
1.闭环控制系统方框图
游泳池水位控制系统的干扰因素
定时器的误差（定时控制系统） 进水阀门水流量的不稳定性
控制系统中，为了克服干扰，保持输出稳 定，需要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，这种比较过程称 为反馈。
闭环控制系统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。
所谓黑箱方法是将要研究的系统作为黑箱， 通过对系统输入与输出关系的研究，进而推断系 统内部结构及其功能的方法。
拍
西瓜
声音
系统的输入
控制 系统
系统的输出
马上行动：列举黑箱方法应用的例子，并填写下表。
黑箱方法应用的例子 信息学奥赛选手程序
闭环控制系统的干扰与反馈1
干扰因素的含义： 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。
一、干扰因素----练习
P108 马上行动
P109 案例分析——电视机
二、反馈----含义
所谓反馈(feedback)： 是指控制系统中，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。
三、控制方法----黑箱方法
1.你怎样判断西瓜的生与熟？ 2.在古代，没有这些先进的设备，如果某人头很 疼，医生怎么检测他的病？
三、控制方法----黑箱方法
黑箱方法的含义：
指的是当一个系统内部结构不清楚时，利 用外部观察和试验方法，获得系统（即黑箱） 的输入——输出特性；再根据这种信息，在不 打开“黑箱”的情况下，研究其功能和属性， 探索其构造和机理的一种科学方法。
一、干扰因素----投篮
篮圈的位 置
+控对象）
篮球实际投 掷的位置
眼睛 （检测装置）
投篮闭环控制系统方框图
一、干扰因素----投篮
克服风的影响：
顺向风：应减小投掷力量。 逆向风：应增大投掷力量。 侧向风：改变投掷角度。
一、干扰因素----含义
4.3闭环控制系统的干扰与反馈
一、干扰因素----投篮
投篮 许宁在体育课上练习立定投篮时，发生了这样的情况： 第一次投掷，由于用力太大，篮球碰到了篮板上弹了回来，没有 命中。 第二次投掷，他吸取了第一次的经验，减小了用力，但用力过小， 篮球没有碰到篮圈。 第三次投掷，他吸取了前两次投掷的经验，终于投中了。 在这里，可以将人看作控制系统，眼睛把接收到的篮圈位置以及实际 投掷位置等信息输送给大脑，经大脑分析和加工处理后，发出指 令，指挥手投掷篮球，直到投篮命中。 1、请判断以上过程是开环，还是闭环控制？ 2、画出系统的方框图。 3、如果有风，请判断风可能对投篮产生的影响，及克服方法。
一、干扰因素----练习
P108 马上行动
P109 案例分析——电视机
二、反馈----含义
所谓反馈(feedback)： 是指控制系统中，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。
三、控制方法----黑箱方法
1.你怎样判断西瓜的生与熟？ 2.在古代，没有这些先进的设备，如果某人头很 疼，医生怎么检测他的病？
三、控制方法----黑箱方法
黑箱方法的含义：
指的是当一个系统内部结构不清楚时，利 用外部观察和试验方法，获得系统（即黑箱） 的输入——输出特性；再根据这种信息，在不 打开“黑箱”的情况下，研究其功能和属性， 探索其构造和机理的一种科学方法。
一、干扰因素----投篮
篮圈的位 置
+控对象）
篮球实际投 掷的位置
眼睛 （检测装置）
投篮闭环控制系统方框图
一、干扰因素----投篮
克服风的影响：
顺向风：应减小投掷力量。 逆向风：应增大投掷力量。 侧向风：改变投掷角度。
一、干扰因素----含义
4.3闭环控制系统的干扰与反馈
一、干扰因素----投篮
投篮 许宁在体育课上练习立定投篮时，发生了这样的情况： 第一次投掷，由于用力太大，篮球碰到了篮板上弹了回来，没有 命中。 第二次投掷，他吸取了第一次的经验，减小了用力，但用力过小， 篮球没有碰到篮圈。 第三次投掷，他吸取了前两次投掷的经验，终于投中了。 在这里，可以将人看作控制系统，眼睛把接收到的篮圈位置以及实际 投掷位置等信息输送给大脑，经大脑分析和加工处理后，发出指 令，指挥手投掷篮球，直到投篮命中。 1、请判断以上过程是开环，还是闭环控制？ 2、画出系统的方框图。 3、如果有风，请判断风可能对投篮产生的影响，及克服方法。
闭环控制系统的干扰与反馈.pptx
控制论
1
控制论的技术思想和方法：
1.反馈方法 2.功能模拟方法 3.黑箱方法
2
是通过对输出的检测来调整过程，从而 获得更为理想结果的思想和方法。
举例
Байду номын сангаас
手动驾驶汽车
3
设定车的行驶方向
大脑
手 眼睛
方向盘 车的实际行驶方向
根据车的实际方向调整车的实际位置，从而 使车朝预定方向行驶。
4
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”的功能和行为的方法，就是功 能模拟法。
判断生熟鸡蛋 摇、转、看 生或熟 旋转速度
中医诊断病情
望、闻、问、切 是否健康
气色、舌苔、 脉搏等
B超探测胎儿性别
了解计算机的 基本性能
B型超声波
运行应用 程序
胎儿性别
计算机的 反应
超声图象
计算机基本 性能的好坏
15
控制论的技术思想和方法：
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。
7
驾驶控制系统方框图
设定车的行驶方向
大脑
手
方向盘 车的实际行驶方向
眼睛
手动驾驶
设定车的行驶方向
控制器
执行器 检测装置
自动驾驶
方向盘 车的实际行驶方向
8
判别下列案例是否涉及到功能模拟方法：
会骑自行车的机器人
会拉提琴的机器人
机器人保姆
9
危险环境中要人实现一些特殊操作，但特危险怎么办？
10
黑箱方法
功能、行为
模型 （相似性）
原型
5
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。
1
控制论的技术思想和方法：
1.反馈方法 2.功能模拟方法 3.黑箱方法
2
是通过对输出的检测来调整过程，从而 获得更为理想结果的思想和方法。
举例
Байду номын сангаас
手动驾驶汽车
3
设定车的行驶方向
大脑
手 眼睛
方向盘 车的实际行驶方向
根据车的实际方向调整车的实际位置，从而 使车朝预定方向行驶。
4
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”的功能和行为的方法，就是功 能模拟法。
判断生熟鸡蛋 摇、转、看 生或熟 旋转速度
中医诊断病情
望、闻、问、切 是否健康
气色、舌苔、 脉搏等
B超探测胎儿性别
了解计算机的 基本性能
B型超声波
运行应用 程序
胎儿性别
计算机的 反应
超声图象
计算机基本 性能的好坏
15
控制论的技术思想和方法：
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。
7
驾驶控制系统方框图
设定车的行驶方向
大脑
手
方向盘 车的实际行驶方向
眼睛
手动驾驶
设定车的行驶方向
控制器
执行器 检测装置
自动驾驶
方向盘 车的实际行驶方向
8
判别下列案例是否涉及到功能模拟方法：
会骑自行车的机器人
会拉提琴的机器人
机器人保姆
9
危险环境中要人实现一些特殊操作，但特危险怎么办？
10
黑箱方法
功能、行为
模型 （相似性）
原型
5
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。
干扰与反馈：闭环控制系统的干扰与反馈PPT课件
系统控制的 目的
控制温度
输入量
输出量
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。
.
16
给定 + 温度
-
主弹簧及 连接杆
(控制器)
活动触 点
(执行器)
电冰箱 实际 (被控对象) 温度
外部环境的变化、 大棚保温材料的保 温性能等
.
5
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。
.
6
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。
.
22
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
.
23
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。
.
24
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（ ）
感温包、膜盒、 传动膜片
（检测、反馈）
反. 馈
17
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 。
闭环控制系统的干扰与反馈
42-32
三、功能模拟法
功能模拟是指在没有搞清楚或不可能搞清楚 某系统原型的内部结构条件下用一个与它的内部 结构不同的模型来实现与原型相似的功能。简而 言之，功能模拟法就是用用模型来实现一定功能 和行为的方法
功能模拟方法是由美国数学家维纳提出的，揭示了机 器中的通信和控制机能与人的神经、感觉机能的共同规律。 功能模拟法为仿生学、人工智能等学科提供了科学方法。
干扰因素
承载的重量、电压的波动 滑轮组的摩擦力等
环境温度的变化、材料的保温性能
42-11
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。 电视机最忌磁场干扰，电冰箱，空 调器,电风扇、日光灯等家用电器所形成 的磁场，就是电视机正常工作时的干扰 因素。从而导致电视机的图像出现抖动， 波纹等现象。 克服这些干扰因素的办法就是将家 用电器远离电视机放置。
设定温度
热量
控制器
比较器
加热器
加热炉
实际 温度
热电偶
42-29
在出现干扰的情况下，开环控制系统和闭环控制系统 哪种受干扰的影响小？为什么？
闭环控制系统受影响较小，因为闭环控制系 统能不断修正控制效果。
闭环控制系统比开环控制系统具有更好的抗干扰能力， 那么是否都应该用闭环控制代替开环控制？ 是否采用闭环控制主要看对控制系统的要求（如成 本、控制要求）。
执行器
42-15
姚明在练习立定投篮时， 发生了这样的情况：
第一次投掷，由于用力太大，篮 球碰到篮板上弹了回来，没有命 中。 第二持投掷，他吸取了第一次的 经验，减小了用力，但由于用力 过小，篮球没有碰到篮圈。
第三次投掷，他吸取了前两次的 经验，终于投中了。
闭环控制系统的干扰与反馈
课堂小结
干扰 因素 反馈
除输入量（给定值）以外，引起被控值变化的各种因 素称为干扰因素。有的干扰因素是可被利用的。 在自动控制中，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。
功能模 拟方法 黑箱 方法
以功能和行为的相似性为基础，用模型模拟原型 的功能和行为的方法。
把将要研究的系统作为黑箱，通过对系统输入与输出 关系的研究，进而推断系统内部结构及其功能的方法。
会拉提琴的机器人
机器人保姆
游戏
准备一个本身有色的杯子。让一 个同学来感觉一下杯子是空的还是装 满水的。
黑箱方法
把将要研究的系统作为黑箱，通过对 系统输入与输出关系的研究，进而推断系 统内部结构及其功能的方法。
看、摇、拍
杯子
黑箱
空或满
输入
控制系统
黑 箱
输出
中医看 病
（2）判别扩音器的扩音是否正常？
在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 利用滑轮组提升 重物的控制系统 蔬菜大棚的温度 控制 干扰因素
扶梯承载的重力、电机输出电压的波动、齿轮 间的摩擦力等。 滑轮组的摩擦力、电机电源的波动等、绳子和 滑轮，重物的重力。
外部环境温度的变化、大棚保温材料的保温性能产 生变化等、植物排放的二氧化碳，温室效应。
干扰因素
反馈
功能模拟法 黑箱方法
什么是干扰因素？ 请看课本P.108页
案例一：逆风中骑自行车。
脚踩的力
给定量
自行车
行使的速 度 被控量
Байду номын сангаас
风
逆风、顺风、上坡路……
一）什么是干扰因素：
(公开课1)闭环控制系统的干扰与反馈
讨论：干扰是否都是有害的？
取杯游戏
准备：两个水杯，一个编号为1，一个 编号为2。 要求：叫两个同学将眼睛捂上。 1号同 学取到2号杯， 2号同学取到1号杯。
杯子 形状
＋ －
大脑（控 制器）
手（执行 器）
摩
杯子（被控对 象）
形状
触觉（检测装置）
1. 反馈的定义？(P.110)
请阅读案例(P.110)电冰箱的温度控制
设定 温度
电冰箱 温度
＋ －
主弹簧及 连接杆 （控制器）
活动触点 （执行器）
压缩机、电冰 箱（被控对象）
感温包、膜盒、传 动膜片（检测反馈）
2.反馈法：
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。
课堂小结
除输入量（给定值）以外，引起 干扰 被控值变化的各种因素称为干扰 因素 因素。有的干扰因素是可被利用 的。
案例（P.109） 电视机
看电视时是否出现图像闪烁或画面紊乱 的现象？
可能原因是什么？ 如何克服？
近距离摆放的电冰箱、空调器、电风扇、 日光灯等等。他们就是电视机正常工作的干 扰因素。 克服这些干扰的办法就是将家用电器远 离电视机放置。
克服干扰的基本办法：
A.消除干扰 在飞机上不能使用通信工具 B.减弱干扰 电器在使用时远离其它电子设 备 C.提高控制系统性能 采用闭环控制系统
分析“穿针引线”的动作过程，并补充一个适当的事例填写下表。
眼睛
打开机器人 光敏、力敏 传感器 的开关 温控器设定 温度 温的温度冬季一般 控制在18摄氏度左右，夏季一般控制在25摄氏度左右， 请画出花房的温度控制系统方框图，简要说明它的工 作过程。
闭环控制系统的干扰与反馈教案
一、教案基本信息教案名称：闭环控制系统的干扰与反馈教案课时安排：2课时（90分钟）教学目标：1. 让学生理解闭环控制系统的概念及其基本组成部分。
2. 让学生了解干扰在闭环控制系统中的影响。
3. 让学生掌握反馈在闭环控制系统中的应用和作用。
4. 培养学生分析和解决闭环控制系统问题的能力。
教学重点：1. 闭环控制系统的概念及其基本组成部分。
2. 干扰在闭环控制系统中的影响。
3. 反馈在闭环控制系统中的应用和作用。
教学难点：1. 闭环控制系统中干扰的分析和处理。
2. 反馈机制的设计和优化。
教学准备：1. 教学PPT。
2. 相关教学案例或实例。
3. 闭环控制系统仿真软件（可选）。
教学过程：第一课时：一、导入（10分钟）1. 引导学生回顾控制系统的相关知识，如开环控制系统和闭环控制系统。
2. 提问：什么是闭环控制系统？它有哪些基本组成部分？二、讲解闭环控制系统的基本组成部分（20分钟）1. 讲解闭环控制系统的基本组成部分，包括控制器、执行器、传感器和被控对象。
2. 强调闭环控制系统相较于开环控制系统的优势。
三、分析干扰在闭环控制系统中的影响（25分钟）1. 讲解干扰的定义和类型。
2. 分析干扰对闭环控制系统的影响，如降低系统稳定性和准确性。
3. 举例说明常见干扰及其对闭环控制系统的影响。
四、案例分析（20分钟）1. 提供几个闭环控制系统的实际案例，让学生分析其中的干扰因素。
2. 引导学生思考如何减小或消除干扰对闭环控制系统的影响。
第二课时：一、讲解反馈在闭环控制系统中的应用和作用（20分钟）1. 讲解反馈机制的定义和作用。
2. 强调反馈在提高闭环控制系统稳定性和准确性中的重要性。
二、分析反馈mechanisms design（25分钟）1. 讲解反馈mechanisms design的基本原则和方法。
2. 分析不同的反馈mechanisms design在闭环控制系统中的应用。
3. 举例说明反馈mechanisms design对闭环控制系统性能的影响。
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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。
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。
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
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
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。
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
109
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。
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。
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
风
应保持的速度
自行车
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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
110
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
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
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。
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
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
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
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。
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。
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
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
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。
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。
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。
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
风
应保持的速度
自行车
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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
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
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。
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
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
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。