干扰与反馈：闭环控制系统的干扰与反馈

通用技术知识（考前复习）第一章 走进技术世界（技术的价值与性质）一、“综合性”1、技术的五个性质之一：是指技术涉及“跨学科、多方面知识或多种技术（综合性≠多功能、多特点）” （技术五性：目的性、创新性、综合性、两面性、专利性）2、系统分析三原则之一：是指“存在若干个目标，将目标排出优先次序，综合分析，统筹兼顾；或综合若干方案的优点（如中西医结合）” 注意：系统的特性中没有综合性 （系统分析三原则：整体性原则、科学性原则、综合性原则） 二、“整体性”1、系统的五个特性之一：系统的整体性是指“要素制约整体；整体的功能大于各要素功能之和；整体的功能是各要素不具备的。

”（系统的五个特性：整体性、相关性、目的性、动态性、环境的适应性）2、系统分析三原则之一：整体性原则是指系统分析时“先整体后部分，先全局后局部，先长远后当前” 三、人机关系1、要实现的目标：物品与使用者之间的相互关系高效：使用方便，提高效率健康：以人为本，保护健康（长期影响） 舒适：自然和谐，身心愉悦安全：生理保护，消除危险（立刻直接危害生理） 2、实现合理的人机关系，需考虑：普通人群与特殊人群；静态人与动态人；生理需求与心理需求；信息交互（声音、语音、颜色、震动、灯光等）四、发现问题的三种途径与方法 1、观察日常生活（偶然）2、收集和分析信息（对文献、网络、媒体信息的收集、检索和分析，问卷、访谈等）3、技术研究与技术试验五、尺寸与标注（图中标的尺寸，都是实际的尺寸哦，跟比例无关） 1、准确、规范：（1）尺寸线：两端带实心箭头的细实线。

单独画出，不能与其他图线重合。

（2）尺寸数字：尺寸线竖直的，数字写在左侧，且字头向左；其它情况，数字在上方。

半圆或不足半圆的圆弧标注半径R ，同一尺寸一般只标注一次，能计算得到的尺寸不标注。

以mm 为单位时，不注写。

2、不遗漏：依次确定长、宽、高、角弧、内部结构定位。

例如长：若共有n （n ＞1）条（含总长），则需要标注n -1个尺寸长数字。

一、教案基本信息教案名称：闭环控制系统的干扰与反馈教案课时安排：2课时（90分钟）教学目标：1. 让学生理解闭环控制系统的概念及其基本组成部分。

2. 让学生了解干扰在闭环控制系统中的影响。

3. 让学生掌握反馈在闭环控制系统中的应用和作用。

4. 培养学生分析和解决闭环控制系统问题的能力。

教学重点：1. 闭环控制系统的概念及其基本组成部分。

2. 干扰在闭环控制系统中的影响。

3. 反馈在闭环控制系统中的应用和作用。

教学难点：1. 闭环控制系统中干扰的分析和处理。

2. 反馈机制的设计和优化。

教学准备：1. 教学PPT。

2. 相关教学案例或实例。

3. 闭环控制系统仿真软件（可选）。

教学过程：第一课时：一、导入（10分钟）1. 引导学生回顾控制系统的相关知识，如开环控制系统和闭环控制系统。

2. 提问：什么是闭环控制系统？它有哪些基本组成部分？二、讲解闭环控制系统的基本组成部分（20分钟）1. 讲解闭环控制系统的基本组成部分，包括控制器、执行器、传感器和被控对象。

2. 强调闭环控制系统相较于开环控制系统的优势。

三、分析干扰在闭环控制系统中的影响（25分钟）1. 讲解干扰的定义和类型。

2. 分析干扰对闭环控制系统的影响，如降低系统稳定性和准确性。

3. 举例说明常见干扰及其对闭环控制系统的影响。

四、案例分析（20分钟）1. 提供几个闭环控制系统的实际案例，让学生分析其中的干扰因素。

2. 引导学生思考如何减小或消除干扰对闭环控制系统的影响。

第二课时：一、讲解反馈在闭环控制系统中的应用和作用（20分钟）1. 讲解反馈机制的定义和作用。

2. 强调反馈在提高闭环控制系统稳定性和准确性中的重要性。

二、分析反馈mechanisms design（25分钟）1. 讲解反馈mechanisms design的基本原则和方法。

2. 分析不同的反馈mechanisms design在闭环控制系统中的应用。

3. 举例说明反馈mechanisms design对闭环控制系统性能的影响。

三闭环控制系统的干扰与反馈学习目标节次考试内容考核要求考试属性闭环控制系统的干扰与反馈①反馈的含义必考＋加试b②简单控制系统运行的主要干扰因素c③闭环控制系统中反馈环节的作用b④闭环控制系统的工作过程 b⑤功能模拟方法和黑箱方法 a一、干扰因素1．定义：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。

干扰不仅是外界对控制系统的影响，同时也包括控制系统内部对控制的影响。

2．来源问题。

有的干扰因素是由于环境造成的，如影响自行车行驶速度变化的自然风等；有的干扰因素是人为原因所致。

3．数量问题。

在控制系统中，干扰因素可能有一个，也可能有若干个。

4．处理问题。

控制系统在工作过程中必须克服干扰，使被控量稳定。

5．利用问题。

在一般控制系统中，干扰因素是需要克服的。

而在有些情况下却可以利用干扰因素实现某种目的。

二、反馈1．反馈的含义自动控制系统中，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称为反馈。

2．反馈方法：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。

3．闭环控制系统中反馈环节的作用将输出量通过适当的检测装置，返回到输入端并与输入量(给定值)进行比较，从而减少输出量的偏差，使系统的被控量控制在给定值附近。

系统的输出量返回输入端参与整个控制过程，即系统的输出端与输入端之间存在反馈回路，其核心是通过反馈减少输出量的偏差。

4．闭环控制系统的工作过程当干扰因素作用在闭环控制系统上时，会引起系统输出量(被控量)偏离给定值；此时闭环控制系统中的检测装置能及时检测出被控量的值，并迅速反馈到输入端，与给定值进行比较；然后控制器根据比较得到偏差信号控制执行器工作，执行器得到指令后直接控制被控对象进行调节，从而使系统的被控量接近给定值，达到精确控制的目的。

5．开环控制系统与闭环控制系统的比较开环控制系统闭环控制系统能否自动调整和补偿不能能控制精度相对低相对高结构相对简单相对复杂适用场合控制精度要求不高而系统本身的元件又比较稳定的场合要求高精度和高可靠性的场合三、功能模拟方法功能模拟方法就是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。

高中通用技术技术与设计2 (苏教版)
第四单元控制与设计
第三节闭环控制系统的干扰和反馈
教材分析
一、教材分析：
（一）本节内容的地位、作用：
本节内容是苏教版《技术与设计2》第四单元第三节闭环控制系统的干扰与反馈。

本节是在学生对控制的系统有一定认识的基础上具体的阐述闭环控制系统的干扰与反馈的辩证关系，是控制系统的具体应用章节，是本单元的一个重点，也是一个难点。

本节内容为后面的第四节控制系统的设计与实施奠定了理论基础。

（二）本节内容分析：
本单元在开环控制系统之后给出闭环控制系统，这就自然地引出对干扰因素的分析和反馈环节的理解。

本节内容由“干扰因素、反馈、功能模拟方法、黑箱方法”四部分组成，是学生理解控制系统的重点和难点，其中干扰因素和反馈是闭环控制系统的两个重要核心概念，并通过大量的实例和现象，深入浅出、通俗易懂的向学生介绍功能模拟方法和黑箱方法。

本节主要通过大量典型案例的分析，提升学生对技术的认识，有利于发展学生良好的逻辑思维品质。

二、课标中对内容标准的有关要求：
（一）能结合案例找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素，并作分析。

（二）针对简单的闭环控制系统的方框图，理解其中的控制器、执行器等环节的作用，熟悉反馈环节的作用。

（三）针对简单的闭环控制系统的方框图，理解其中的控制器、执行器等环节的作用，熟悉反馈环节的作用。

（四）能结合案例找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素，并作分析。

三、课时安排：3课时
用心爱心专心。