课件20张PPT。第一单元 结构与设计闭环控制系统的干扰与反馈
（第1课时）闭环控制系统的干扰与反馈干扰因素反馈功能模拟法、黑箱方法闭环控制系统的干扰与反馈 想一想：在送乘飞机出行时，为什么不能说祝你一路顺风? 课堂导入闭环控制系统的干扰与反馈干扰因素 这节课我们就研究研究闭环控制系统的干扰与反馈。闭环控制系统的干扰与反馈案例一：逆风中骑自行车。闭环控制系统的干扰与反馈一）什么是干扰因素：1.干扰因素的概念： 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（interference）因素。闭环控制系统的干扰与反馈马上行动： 在电冰箱的温度控制系统中，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。 外面热气进入冰箱将会引起箱内温度变化，属于干扰因素。闭环控制系统的干扰与反馈（2）电冰箱所在房间的温度从20℃变到32℃属于干扰因素。（3）把热菜或热饭放入电冰箱中。属于干扰因素。闭环控制系统的干扰与反馈 严格说这也会引起环境温度的变化，但这种变化一般有利于冰箱实现目标，不属于干扰因素。（4）在冰箱外放一盆冷水。闭环控制系统的干扰与反馈思考：在下表所列控制系统中，可能存在哪些干扰因素？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。闭环控制系统的干扰与反馈案例分析：
电视机的工作。 电视机出现画面紊乱的现象往往是由于受到外界磁场干扰。 比如：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。 闭环控制系统的干扰与反馈2.克服干扰的基本方法：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
采用闭环控制系统闭环控制系统的干扰与反馈二）反馈1.什么是反馈（feedback）？ 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2.反馈的方式：
反馈控制是一种在计划执行一段时间或结束后进行的事后控制，主要为下一步计划的实施总结经验，但它却常常是管理控制工作的主要形式。例如投诉与反馈、留言反馈、意见反馈、环境反馈、教学活动、超市反馈调查表、市场信息反馈系统、工作总结、 产品性能检验、现代酒店控制方法等。 闭环控制系统的干扰与反馈[游戏]：
在黑板上画两张大脸，“四官俱全”，没有眼睛。然后请一个同学上来“填”眼睛，闭着眼睛画，位置不对,也不好看。睁着眼睛画，漂亮。闭环控制系统的干扰与反馈 控制过程中，没有反馈环节，不能对控制结果加以修正、调节。是个单程的控制流向。这是开环控制。1.闭着眼睛画： 人脑控制手画眼睛：人脑——手——眼睛；闭环控制系统的干扰与反馈2.睁着眼睛画： 人脑控制手画眼睛，在此过程中，眼睛可以把手的位置及画的效果及时反馈给大脑，使得大脑准确精细的控制手去画好眼睛。控制过程中有反馈环节可以把控制结果反馈给人脑，控制流向形成了闭合回路。这是闭环控制。闭环控制系统的干扰与反馈马上行动：
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。线的位置人的眼睛线与针孔对准靶的位置
(期望值)眼睛飞镖实际投掷的位置投掷飞镖能扑灭蜡烛的机器人打开机器人的开关光敏、力敏传感器找到蜡烛、并将其扑灭电冰箱温控器设定温度温度传感器制冷后冰箱内温度闭环控制系统的干扰与反馈 反馈的工作过程：当人打算要拿桌子上的水杯时，人首先要看到自己的手与杯子之间的距离，然后确定自己手的移动方向，手始向水杯移动。同时人的眼睛不停观察手与杯子的距离（该距离就是输入与输出的差值），而人脑（控制器）的作用就是不停控制手移动，以消除这个差值。直到手拿到杯子为止，整个过程也就结束了。从上面的例子可以看出，由（负）反馈形成的偏差是人准确完成拿杯子动作的关键。如果这个差值不能得到的话，整个动作也就没有办法完成了。这就是眼睛失明的人不能拿到杯子的缘故。 [演示]：闭环控制系统的干扰与反馈1.我们学习了干扰与反馈，干扰因素的克服，但有些干扰因素是可以利用的，请查阅资料，了解这方面的情况。
2.某花农正在筹建一个小型花房，花房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。作业课件16张PPT。第四单元 控制与设计闭环控制系统的干扰与反馈
（第2课时）自动抽水控制装置（1）自动抽水实物模型1的控制效果：设定间隔时间和抽水持续时→启动→过一段时间后开始抽水→抽水持续一段时间后停止抽水
（2）自动抽水实物模型2的控制效果：水塔放水→当水塔水位降低到一定水位，开始抽水→当塔水位上升到一定水位，停止抽水。定时器控制有什么缺陷？缺陷1：会出现有时水用完需抽水时没有抽水，而有时还不需抽水时却提前抽水了。
原因：每天用水量有多有少导致不知多长时间后该抽水。
缺陷2：抽水时有时会抽得过满甚至溢出，而有进还没抽满就停止抽水了。
原因：抽水时进水量不稳定 定时器控制有什么缺陷？ 其实导致定时控制抽水存在这样的缺陷的根本原因是在控制过程中存在干扰 。干扰因素脚蹬力行车速度风FV自行车 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。手机信号对飞机导航的干扰
手机对显示器的干扰
室外温度对空调温度控制的干扰生活中的干扰举例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
电冰箱的温度控制……在下列控制系统中有哪些干扰因素？生活中哪些干扰因素是可以利用的？如何进行利用？干扰因素的普遍性 几乎所有控制系统都存在着干扰因素，干扰不可能被杜绝，但可以被克服。 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)。反馈体验反馈：课堂小游戏“穿针引线”思考：这个游戏中的人的眼睛相当于什么？大脑、手又相当于什么？人在“穿针”时有没有信息的反馈过程？ 在生活中有一种现象，就是“十聋九哑”，同学们，你认为其产生的原因是什么？
第二个自动抽水控制装置组成和工作过程 该控制系统的被控对象是什么？被控量是什么？（被控对象是水塔，被控量是水塔的水位）
水塔水位靠什么来实现？（水泵）
水泵靠什么来控制？（控制电路）
控制电路怎么知道什么时侯该开始抽水，什么时侯停止抽水？（通过传感器检测水位，再反馈给控制电路）自动抽水控制的方框图工作过程：
将水位传感器定在第一条水位线，通电，水泵往水塔里抽水，水位到达传感器位置时，水泵即停止抽水，从排水口排水。水位低于第一水位线时，水泵又开始抽水，将水位传感器定在第二条水位线。 。反馈？比较器干扰？干扰因素是什么？
反馈装置是什么？加热炉的温度自动控制系统+-闭环控制系统与开环控制系统的比较有反馈无反馈精度高精度较低结构复杂结构简单成本高成本低高精度、高可靠、系统本身不稳定的应用领域控制精度要求不高本身很稳定的应用课件16张PPT。第四单元 控制与设计闭环控制系统的干扰与反馈
（第3课时）闭环控制系统的干扰与反馈干扰因素反馈功能模拟方法、黑箱方法功能模拟方法、黑箱方法课堂导入“斯坦利”无人自动驾驶汽车手动驾驶汽车 手动驾驶自动动驾驶功能模拟方法、黑箱方法功能模拟方法、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。 功能模拟方法功能模拟方法、黑箱方法 据俄罗斯《莫斯科时报》6月10日报道，俄罗斯总统的首席经济顾问达瓦科维奇9日晚上战平国际象棋机器人，比赛结果为1胜1负。 达瓦科维奇同时也是俄罗斯国际象棋协会主席，他承认这是他第一次有勇气和机器人比赛。参赛机器人是俄罗斯工程师用最先进的技术制作的，它能用一只长约1米的手臂移动象棋，并同时与3个人比赛。设计师很自信地说，从理论上来说它是无法被击败的。
这次机器人同时与达瓦科维奇、国际象棋大师伊戈尔和7岁的象棋女神童阿琳娜一起下5分钟的快棋赛。达瓦科维奇赛前和现场的观众及记者说：”这个机器看起来不像人类，但棋下得比人好。”功能模拟方法、黑箱方法（2）判别下列案例是否涉及到功能模拟方法。 机器人保姆会拉提琴的机器人会骑自行车的机器人功能模拟方法、黑箱方法功能模拟方法、黑箱方法功能模拟方法、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。 黑箱方法功能模拟方法、黑箱方法功能模拟方法、黑箱方法中医看病功能模拟方法、黑箱方法（1）怎样简单判断一台计算机的性能？功能模拟方法、黑箱方法（2）判别教室中的扩音器的扩音是否正常？功能模拟方法、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。 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。 功能模拟方法课堂小结功能模拟方法、黑箱方法课后作业 教材第116页的“马上行动”
