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1、 4.34.3 闭环控制系统的干扰与反馈（闭环控制系统的干扰与反馈（2 2）学习目标：学习目标：1. 理解生活中常见闭环控制系统的工作过程；2. 掌握开环控制系统和闭环控制系统的区别与联系。学习重点：学习重点：闭环系统的工作过程（原理） ；开环控制系统和闭环控制系统的选用。学习难点学习难点：闭环控制系统的工作过程（原理） 。一、课前预习一、课前预习（一）要点预习（一）要点预习1.1.闭环控制系统的工作过程闭环控制系统的工作过程闭环控制系统的核心是通过_来减少_的偏差，因为系统的输出端与输入端之间存在_回路，输出量对控制过程产生影响。闭环控制系统中的 环节能及时检测出被控量的值，并迅速反馈到 ，
2、与给定值进行 ，控制器根据比较得到的偏差信号进行调节，使系统的被控量 ，达到精确控制的目的。2.2.闭环控制系统与开环控制系统的比较闭环控制系统与开环控制系统的比较开环控制系统本身不能对被控量的偏差进行调整和补偿，系统本身没有自动纠正的能力，要进行纠正，必须借助于人工，所以，开环控制系统的 相对比较低。开环控制系统一般结构 ，适用于控制精度 而系统本身的元件又比较 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 。闭环控制系统的设计比较麻烦，结构也相对 ，构成控制系统的成本较高，适用于要求 和 的场合。（二）预习检测（二）预习检测
3、1. 太阳能热水器是利用太阳的能量将水加热的装置，由集热管、水箱、支架及相关附件组成。太阳能热水器水箱一般都带有水位自动控制系统，当水箱水位低于设定水位时，能够自动加水。如果发现太阳能热水器一直处于加水状态，你认为不可能的原因是（ ） 。A. 水箱漏水 B. 出水管漏水C. 集热管底部有异物沉积 D. 控制器出现故障2. 家用空调温度自动控制系统是闭环控制，其中反馈环节的作用是（ ） 。A. 减少输入量 B. 增加输入量 C. 稳定输入量 D. 稳定输出量3. 关于反馈，下列说法不正确的是（ ） 。A. 一般有检测装置和比较器组成B. 它的功能是检测输出量并与输入量进行比较C. 目的是为了稳定
4、输出量D. 有了反馈，就不会产生干扰现象4. 比较闭环控制系统和开环控制系统，下列说法正确的是（ ）。A.开环控制系统是人工控制，闭环控制系统是自动控制B.由干扰因素的影响使得控制系统的输出量产生偏差，开环控制系统不能纠正这种偏差，而闭环控制系统可以纠正C.由于闭环控制比开环控制的精度要高，所以设计一个控制系统要尽可能的使用闭环控制系统D.只要有检测装置存在就一定是闭环控制二、课堂探究二、课堂探究1. 阅读教材 P113加热炉的温度自动控制系统，思考：（1）在加热炉的温度控制系统中，可能有哪些干扰因素？（2）系统是如何克服干扰使炉温稳定在给定范围内的？2闭环控制系统与开环控制系统的比较开环控制
5、系统闭环控制系统能否自动调整和补偿控制精度结 构成 本适用场合三、当堂检测三、当堂检测1. 如图所示为汽车定速导航控制系统示意图。当汽车达到需要的速度时，驾驶员打开定速巡航开关，设定行驶速度。速度传感器检测汽车行驶速度，并将速度信号传输给速度控制器，速度控制器将汽车行驶速度与速度设定值进行比较，根据比较的偏差值自动增减节气门的开度，调节供油量，使汽车保持定速行驶。（1）根据示意图及其描述，在控制系统方框图中“ ”处填写相应的内容（2）控制系统方框图中将通过返回到输入端与速度设定值进行比较的过程称为 。2. 如图所示为磁悬浮地球仪及控制系统原理图，控制器发出的交流电信号，通过电感线圈产生交变磁场
6、，使地球仪产生感应电流，由于线圈产生的磁场和地球感应电流的磁场是相斥的，从而产生电磁悬浮力，将地球仪悬浮起来。位置传感器检测地球仪位置，并将检测到的信号发送给控制器与设定信号进行比较，控制器根据比较偏差值调整交流电信号。（1）根据控制系统原理图及其描述，在控制系统方框图中 处填写与磁悬浮地球仪控制系统原理图中相对应的内容。 数控装置 +_（2）地面振动、风力等都会引起地球仪位置发生变化，这些因素在控制系统中称为 。3. 如图所示为简化的飞机飞行状态控制系统。陀螺仪检测飞机飞行状态后，将信号送给自动驾驶仪，自动驾驶仪将飞行状态与给定状态进行比较，根据偏差值控制舵机运转，舵机操纵飞机尾翼，调整飞行
7、状态。（1）请根据上面的示意图，补充完整飞机飞行状态控制系统方框图。 （在“ ”处填写相应的内容）给定状态（ ）自动驾驶仪执行器（ ） 被控对象（飞机尾翼）检测装置（ ）（ ）飞行状态+_（2）陀螺仪将检测到的飞行状态信号传送到自动驾驶仪与给定状态进行比较的过程称为 。（3）在飞机飞行过程中，遇到气流时，飞行状态会发生变化，这种给定状态以外引起飞行状态变化的因素称为 。4如图所示是数控机床的位置控制系统示意图。 检测装置检测机床工作台的实际位移，并将该位移值传输给数控装置与设定位移量进行比较，数控装置根据比较的偏差值控制伺服装置运动，驱动机床工作台到达指定的位置。（1）根据示意图及其描述，在控
8、制系统框图中“ ”处填写相应的内容。（2）实际位移量与设定位移量的比较是由 完成的(从检测装置；数控装置；输入装置；伺服装置中选择一项，将序号填在“ ”处)。四、课后习题四、课后习题1. 如图所示是某家庭用抽水马桶水箱结构示意图，为了提高抽水马桶水箱水位的高度，适宜采取的措施是（ ） 。A. 往水箱放一些石头B. 缩短连杆的长度C. 增大浮球的直径D. 增加连杆的长度右图是电冰箱温度控制器示意图，其工作过程如下：当蒸发器的温度超过设定值时，感温包和膜盒内的感温剂气体的温度随之上升，压强增大，使传动膜片向外伸胀，通过连接杆推动活动触点“3”与固定触点“4”闭合，于是电路接通，压缩机开始工作。当蒸
9、发器的温度降低至设定值时，该温度控制器会使压缩机停止工作。请完成 23 题。2分析示意图后判断：当温度调节旋钮逆时针方向调到某一位置对控制系统产生的影响是（ ）。A预设温度升高 B预设温度降低 C预设温度不变 D控制系统不能工作 3如果该电冰箱温度控制器中的主弹簧因故断裂，下面所描述的四种结果，最有可能的是（ ）。A电冰箱一直运转 B电冰箱不运转 C对电冰箱正常工作无影响 D电冰箱箱内温度比箱外温度还高 如图所示为安装在大型车辆上的能实现车胎压力实时控制的系统。它利用内部的压力传感器监测轮胎的胎压，并传输到电子控制模块。在胎压不足时，电子控制模块就会打开气泵，给轮胎充气。当胎压达到一定标准时，
10、电子控制模块就会让气泵停止，并关上阀门。当胎内的气压超过标准值时，电子控制模块就启动报警系统，提醒车主。请根据题意，完成 4-7 题4. 该系统除了汽车轮胎气压自动控制系统之外，还有_子系统。5. 根据示意图及描述，请补充完整压力自动控制系统的方框图。6. 当夏季来临时，气温会升高，轮胎内的其他由于热胀冷缩的原因，气压升高，可能会造成爆胎。为了防止温度上升胎压过高而造成爆胎或警铃大作，应该_（从向轮胎泼冷水来降温；在夏季来临前减小设定压力值；不作任何的处理；关闭报警器中选择一项，将序号填写在“_”处） 。7. 有了车胎压力实时控制系统，不管外界的环境怎么样，轮胎内的气压是高的还是低的，轮胎都能
11、得到调节，最终使胎内的气压趋于标准值。从系统的特性去分析，这是因为系统具有_（从相关性；动态性；环境适应性；整体性中选择一项，将序号填写在“_”处） 。家里的衣服晾在阳台外面经常会被雨淋湿，某同学发现这一问题后尝试设计一种新型晾衣架，这种晾衣架在下雨时能自动将衣服收至雨篷下，保证衣服不被雨淋湿。请回答 8-10 题8. 该控制系统要达到的目标是（ ） 。A. 下雨时雨蓬会自动收起 B. 能自动收衣服C. 能预测是否会下雨 D. 下雨时晾衣架能自动将衣服收至雨篷9. 该系统的控制对象是（ ） 。A. 雨篷 B. 晾衣架 C.衣服 D. 天气10. 该控制系统中，给控制电输入信号的元件应该是（ ） 。A. 湿度传感器 B. 光敏传感器 C. 温度传感器D. 红外传感器附件附件2：独家资源交换签约学校名录（放大查看）：独家资源交换签约学校名录（放大查看） 学校 名录参见：http:/
