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干扰因素反馈功能模拟法、黑箱方法★★★★★★想一想：在送乘飞机出行时，为什么不能保证你一路顺风?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……干扰因素可能一个，也可能若干个。干扰因素在控制系统中，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。•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。干扰因素的概念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因素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蔬菜大棚的温度控制下表所列控制系统中，可能存在哪些干扰因素？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外部环境温度变化，大棚保温材料的保温性能改变等干扰因素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干扰因素各种电器设备对电视机的干扰.干扰因素干扰因素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。手机来电闪，根据电磁波干扰原理干扰因素被控量闭环控制系统被控对象控制量给定量控制器执行器检测装置比较器+-在自动控制系统中，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。被控对象给定值被控量干扰反馈环节控制器执行器比较器闭环控制系统的工作过程干扰干扰干扰浮球控制器阀门水箱预设水位进水量比较器供水水箱的水位自动控制系统水位热电偶控制器加热器加热炉设定温度比较器加热炉的温自动控制系统热量利用反馈来分析和处理被控对象，通过系统的输出来调整系统的行为，使系统沿着预期的目标运行的方法，称为反馈方法。事例输入量检测装置输出量花房恒温自动控制设定的温度温度检测装置射击靶心的位置眼睛子弹射击位置花房的温度反馈方法分析花房恒温自动控制系统的工作过程，并再补充一个闭环自动控制事例。闭环控制系统与开环控制系统的比较控制系统反馈控制精度结构成本应用范围闭环开环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功能模拟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，就是功能模拟法比较加热炉温度自动控制系统与手动控制系统，我们发现，控制器代替人脑实现了温度控制的功能，执行器代替人手实现了调压的功能，检测装置代替了人眼实现了检测温度值的功能。历史上曾经有过能模拟人的动作行为的各种模型，却没有解决从结构上模拟人的大脑进行思考的问题，因为人的大脑太复杂了。在没有彻底弄清人脑内部结构和机理的情况下，必须另辟一条新的模拟途径，这条途径不要求从结构上去模拟人脑，而是只要求模型在功能行为上与人脑相似。也就是，仅仅根据模型和人脑在功能行为上的相似，实现对人脑的模拟。例如：在国际象棋的人机对弈中，计算机具有与人脑类似的逻辑判断功能，能模拟棋手的思维与人下棋。对人脑的模拟黑箱方法•通过对系统的输入与输出的关系的研究，进而推断出系统内部结构及其功能的方法。黑箱方法提供了一种不必打开黑箱就可以研究其内部结构和功能的方法。中医“望闻问切”挑西瓜列举黑箱方法应用的例子，并填写下表。黑箱方法应用的例子输入输出需要了解的情况判断生熟鸡蛋摇、转、看生或熟旋转速度中医诊断病情望、闻、问、切是否健康气色、舌苔、脉搏等B超探测胎儿性别B型超声波超声图象胎儿性别了解计算机的基本性能运行应用程序计算机的反应计算机基本性能的好坏黑箱方法1、干扰的概念2、克服干扰的基本方法3、反馈4、功能模拟法5、黑箱方法①②③三个技术思想和方法1．自行车刹车控制过程如下：刹车时，施加一定的握把力，通过杠杆系统，使刹车片压紧车圈（或轮轴），车轮减速。刹车握紧力与车轮转速一一对应。这是一个开环控制系统，在这个控制系统中控制器是：（）A．人脑B．握把C．刹车片D．车轮A2．如图所示是一个自动控制水龙头，当人手靠近时水流出，手拿开时水停止流出，出水时间超过1分钟就会自动关水。该水龙头控制系统属于：（）A．开环控制B．闭环控制C．人工与自动相结合D．水龙头的开启是开环控制，关闭是闭环控制A3．（接上题）下列可以作为该控制系统执行器的是：（）A.电磁阀门B.控制电路C.红外线传感器D.电源A4．冰箱的温控系统采用闭环控制，为了进一步提高其抗干扰性能，设计中采取的措施：（）A．增加反馈环节B．提高压缩机制冷量C．提高箱体隔热性能D．说明书上建议用户将冰箱远离其他家用电器放置C5．下列选项中不属于黑箱方法的是：（）A．国际象棋中的人机对弈B．用万用表去测试一段电路是否断路C．通过拍打西瓜表面来判断西瓜成熟情况D．中医看病的“望闻问切A6．使用者虽然不一定懂得电视机内部的构造和机理，却知道按哪个开关打开它，调整哪些开关可以得到清晰稳定的画面效果，判断什么情况下大概出了什么故障等等。这是什么方法的一种具体应用。（）A、功能模拟法B、黑箱方法C、反馈方法D、控制方法B7．《三国演义》中第一百十二回司马懿占北原渭桥诸葛亮造木牛流马（如图所示）中有有关木牛流马的介绍。木牛流马最远可追溯到春秋末期。据王充在《论衡》中记载：鲁国木匠名师鲁班就为其老母巧工制作过一台木车马，且“机关具备，一驱不还。”简单说就是可以通过机关驱动驮载货物。从控制论的角度讲这是一种（）A．功能模拟法B．模拟法C．仿生法D．控制方法A