4.4 控制中的干扰 课件(共16张PPT)-2022-2023学年高中通用技术粤科版（2019）必修 技术与设计2

(课件网) 2023 第四节：控制中的干扰 学习目标 技术意识：知道控制在生产和生活中的广泛应用，感受控制技术与生产、生活的密切联系。 工程思维：能通过分析控制系统实例，了解不同类型控制系统的特点，会辨析手动控制、自动控制、智能控制、开环控制和闭环控制。 图样表达：会看简单的控制系统结构图，理解其工作原理和控制过程。 创新设计：能描述简单控制系统的工作原理与工作过程。 物化能力：能对一个简单控制实例(如电灯开关等)进行组款。 思考：自行车前进的时候会被什么因素影响？ 思考：自行车前进的时候会被什么因素影响？ 应保持的速度 自行车 行使的速度 风 给定量 被控量 逆风、顺风、雨水、人…… 干扰因素可能一个，也可能若干个。 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影响，这种有害的因素，我们称其为“干扰”。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。 开环控制系统-干扰 给定值 控制器 执行器 被控对象 控制量 被控量 干扰 闭环控制系统-干扰 干扰 给定值 反馈环节 控制器 执行器 被控对象 控制量 比较器 被控量 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 开电冰箱门 电冰箱所在房间的温度从20度变到32度 把热菜热饭放入电冰箱中 在电冰箱外放一盆冷水 是 是 是 否 干扰会使被控对象产生错误动作。 二、克服干扰的基本方法 在控制系统中，干扰会使被控对象产生错误的动作，所以在多数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，使室温保持稳定。 开环控制系统的控制精确度(或称控制精度)相对比较低。但如果控制系统中各组成元件的特性比较稳定，而且外界的干扰相对较小，则开环控制系统也可以保证一定的精度。一般来说，开环控制系统的结构比较简单，适用于控制精度要求不高而系统本身的元件又比较稳定的场合。 闭环控制系统的优点是控制精度高，不论何种原因造成系统的输出量偏离给定量，闭环控制系统都会产生控制作用来减小这一偏差。与开环控制系统相比，闭环控制系统的设计比较麻烦，结构也相对复杂，构成控制系统的成本较高。闭环控制系统是自动控制中广泛采用的一-种控制方式，用于要求高精度和高可靠性的场合。 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。所以一个闭环控制系统，能够克服外界干扰，使被控量控制在给定值附近。 干扰 给定值 反馈环节 控制器 执行器 被控对象 控制量 比较器 被控量 思考：干扰因素是否可以避免？ 有些干扰可以避免或消除，而有些干扰不能避免。对于不能避免的额干扰，就只能提高控制系统的性能，闭环控制系统抗干扰能力比开环控制系统要强。 思考：干扰是否都是无用的，有害的？ 干扰因素有时要克服，有时还可利用。在军事中，可利用一定频率的电磁波对对方的信息指挥系统进行干扰。 分析下列控制系统中可能存在哪些干扰？ 控制系统 干扰因素 自动扶梯的升降控制系统 利用滑轮组提升重物的控制装置 认真学习（听课的专注度、做作业的效率与效果、用于学习的时间长短等） 电机输出电压的波动等、齿轮间的摩擦力等 滑轮组的摩擦力等 课堂纪律、周围环境、老师的态度与水平、家庭环境、朋友等 作业： 1.单次投掷篮球和射箭的过程都属于开环控制，但两者对风的抗干扰能力大不相同。你认为如何才能提高开环控制的抗干扰能力 2.人在骑自 ... ...