4.4 控制中的干扰 课件-2022-2023学年高中通用技术粤科版（2019）必修 技术与设计2（38张PPT）

(课件网) 第四节 控制中的干扰 高�———粤教版—通用技术—必修二第四章 控制系统在工作过程中会遇到哪些干扰呢？ 控制中的干扰能被克服吗？ 什么是干扰呢？ 温馨提示 同学们所开展的技术与工程实践体验，请在老师、家长或导师的专业指导下进行，确保安全！ 学习目标 一、工程思维：能基于控制原理和系统分析方法分析具体案例的干扰问题，形成初步的工程思维和意识。 二、创新设计：能结合案例分析干扰问题的细节和特征，提出解决干扰问题的方法。 三、技术意识：正确认识干扰对控制功能的影响，学会辩证地看待干扰的影响，形成技术安全与责任意识。 生产、生活中的干扰现象 无人机遇到高空风 水稻病虫害 户外打羽毛球 一、干扰对控制功能的影响 在实际的控制系统中，常常会有一些变化不定的因素对系统的行为造成不良的影响，这种有害的因素，我们称其为“干扰”。 那干扰会出现在控制系统的哪些环节呢？ 干扰是怎么影响系统行为的呢？ 一、干扰对控制功能的影响 设定飞行姿态 俯仰角、滚转角、偏航角 飞控系统 +通讯系统 动力系统 飞行姿态控制量 俯仰角、滚转角、偏航角 机体 干扰：7级以上强风、 云雾或雨雪天气等 干扰：海拔6000米 实际飞行姿态 俯仰角、滚转角、偏航角 高压线、基站 干扰：钢筋建筑、 + - 反馈环节：IMU惯性测量单元、眼睛 比较器 一、干扰对控制功能的影响 在一个控制系统中，实际的干扰可能出现在各个环节，但为了在描述和分析控制系统时有一个统一的形式，都假设干扰是加到被控对象上，这是一种等效的方法。 干扰 干扰会使被控对象产生错误动作。 设定飞行姿态 俯仰角、滚转角、偏航角 飞控系统 +通讯系统 动力系统 飞行姿态控制量 俯仰角、滚转角、偏航角 机体 实际飞行姿态 俯仰角、滚转角、偏航角 + - 反馈环节：IMU惯性测量单元、眼睛 比较器 二、干扰现象及其基本原理 （一）加入干扰的开环控制系统 回顾知识：当对控制的精度要求不高或组成系统的器件稳定性较高时，采用开环控制就能得到预期的效果。 给定量 控制器 执行器 控制量 被控对象 被控量 干扰 哪来的？ 制冷技术的起源 二、干扰现象及其基本原理 （一）加入干扰的开环控制系统 当对控制的精度要求不高或组成系统的器件稳定性较高时，采用开环控制就能得到预期的效果。 青铜冰鉴 战国 保持低温 保温容器 冰 降温 食物等物品 容器内实际温度 干扰：金属容器 （青铜制造） 缶盖 二、干扰现象及其基本原理 （一）加入干扰的开环控制系统 当对控制的精度要求不高或组成系统的器件稳定性较高时，采用开环控制就能得到预期的效果。 柏木冰箱 清代 保持低温 保温容器 冰 降温 食物等物品 容器内实际温度 干扰：热食、 （图片来源于学习强国） 温度高的物品 （柏木） 二、干扰现象及其基本原理 （一）加入干扰的开环控制系统 开环控制系统适用于控制精度要求不高的场合，容易受环境的影响。 给定量 控制器 执行器 控制量 被控对象 被控量 干扰 （控制器、执行器等器件稳定性较高） 开环控制系统的干扰因素一般源于外界（环境、人为原因等）。 二、干扰现象及其基本原理 回顾知识：闭环控制系统方框图 给定量 控制器 执行器 控制量 被控对象 + - 比较器 反馈环节 被控量 设定温度 控制电路 压缩机+冷凝器+毛细管+蒸发器 制冷剂状态、制冷量 冷冻室+冷藏室 实际温度 + - 温控器 干扰：打开冰箱、 温度高的物品 蒸发器 青藏高原科考工作 二、干扰现象及其基本原理 （二）加入干扰的闭环控制系统 给定量 控制器 执行器 控制量 被控对象 被控量 干扰 + - 比较器 反馈环节 闭环控制系统的干扰因素往往源于更为复杂的外界环境。 加入干扰的控制系统方框图 给定量 控制器 执行器 控制量 被控 ... ...