第四單元控制與設計（Control&Design）通古今中外用現(xiàn)代未來技神乎其也術在行動中4.3閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋復習鞏固：開環(huán)控制系統(tǒng)通用方框圖輸入量控制器執(zhí)行器被控對象輸出量

控制量公共汽車車門的開關控制是氣動控制，司機操作開關的裝置，電流控制“電磁閥”的啟閉，通過電磁閥決定壓縮空氣的流向，最后由壓縮空氣推動雙向汽缸內(nèi)的活塞帶動連桿機構開門或關門。開關門的按鈕（輸入量）電磁閥雙向汽缸汽車車門車門的開關（輸出量）位移（控制量）鞏固練習給定水位控制器進水閥門游泳池水流量檢測裝置×

+-比較器游泳池的水位一、閉環(huán)控制系統(tǒng)1.閉環(huán)控制系統(tǒng)定義系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對控制過程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。

2.閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖給定量控制器執(zhí)行器被控對象控制量檢測裝置被控量×

+-比較器案例分析在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活應用中，常常會需要對容器中的液位（水位）進行自動控制。抽水馬桶就是典型的案例：請嘗試畫出抽水馬桶的控制系統(tǒng)方框圖二、干擾與反饋在控制系統(tǒng)中，除輸入量（給定值）以外，引起被控量變化的各種因素稱為干擾因素。例如：人在逆風中騎自行車風應保持的速度自行車行車速度在電冰箱控制系統(tǒng)中，下列哪些屬于干擾因素？

⑴開電冰箱門；

⑵房間溫度變化；

⑶把熱菜或者熱飯放入電冰箱中；

⑷在電冰箱外放一盆冷水。

馬上行動游泳池水位控制系統(tǒng)的干擾因素定時器的誤差（定時控制系統(tǒng)）進水閥門水流量的不穩(wěn)定性控制系統(tǒng)中，為了克服干擾，保持輸出穩(wěn)定，需要將輸出量通過適當?shù)臋z測裝置返回到輸入端并與輸入量進行比較，這種比較過程稱為反饋。

閉環(huán)控制系統(tǒng)是指在系統(tǒng)的輸出端與輸入端之間存在反饋回路，輸出量對控制過程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)。

閉環(huán)控制系統(tǒng)的核心是通過反饋來減少被控量（輸出量）的偏差。三、閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)的比較比較項目開環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)能否自動調(diào)整和補償不能能控制精度比較低高結構簡單相對復雜適用場合控制精度要求不高而系統(tǒng)本身的元件又比較穩(wěn)定的場合要求高精度和高可靠性的場合四、黑箱方法西瓜拍控制系統(tǒng)系統(tǒng)的輸入系統(tǒng)的輸出所謂黑箱方法是將要研究的系統(tǒng)作為黑箱，通過對系統(tǒng)輸入與輸出關系的研究，進而推斷系統(tǒng)內(nèi)部結構及其功能的方法。聲音馬上行動：列舉黑箱方法應用的例子，并填寫下表。黑箱方法應用的例子輸入輸出需要了解的情況信息學奧賽選手程序初始數(shù)據(jù)運算結果程序是否正確⑴路燈控制系統(tǒng)

路燈控制系統(tǒng)一般分兩種，一種是定時控制，比如下午6點自動打開，早上7點自動關閉；另一種是增加感光電路，當光照低到某個值時自動打開路燈，反之自動關閉。五.馬上行動光線亮度感光

傳感器開關電路燈燈的亮滅開關信號設定的時間定時電路開關電路燈開關信號燈的亮滅⑵電冰箱的溫度控制系統(tǒng)設定溫度控制電路壓縮機電冰箱輸出溫度溫度檢測裝置+-比較器⑶走道路燈的聲控系統(tǒng)聲音聲音

傳感器開關電路燈開關信號燈亮(4)交通路口紅綠燈自動控制（根據(jù)車流量大小改變紅綠燈時間）系統(tǒng)設定紅綠燈停留時間控制電路紅綠燈

轉換器紅綠燈紅綠燈停留時間車流量檢測裝置開關+-比較器課堂小結1.閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖給定量控制器執(zhí)行器被控對象控制量檢測裝置被控量×

+-比較器干擾：在控制系統(tǒng)