反馈的概念和一般表达式教学课件

反馈的概念和一般表达式教学课件目录•反馈基本概念•反馈系统组成要素•反馈系统工作原理•反馈系统性能指标评价方法•常见反馈系统实例分析•反馈技术应用领域探讨01反馈基本概念反馈定义及作用反馈定义指将系统的输出信息返送到输入端，与输入信息进行比较，并利用二者的偏差进行控制的过程反馈作用能够减小或消除系统误差，提高系统精度和稳定性控制系统中的反馈控制系统由控制器、执行器、被控对象和测量元件等组成的闭环系统反馈在控制系统中的作用通过将输出量与期望值进行比较，产生误差信号，进而调节控制器参数，使系统输出趋近于期望值反馈类型与特点正反馈电流反馈和电压反馈根据反馈信号的性质进行分类，分别加强输入信号的作用，使系统输出迅反映电流和电压的变化情况特点速增大特点放大作用、振荡作用电流反馈能提高系统阻尼，电压反馈能减小系统误差负反馈削弱输入信号的作用，使系统输出趋于稳定特点稳定作用、改善性能02反馈系统组成要素输入量与输出量输入量指作用于系统或它的处理和影响系统行为的外部信号，是反馈系统接收的原始信息或指令输出量指系统经过处理后的结果或响应，是系统性能或状态的体现控制器与执行器控制器根据输入信号和反馈信号进行比较、运算，并产生控制信号的装置它是反馈系统的核心部分，负责调整系统的行为以达到预期目标执行器接收控制信号，并将其转换为相应的物理量（如位移、速度、加速度等），从而驱动被控对象按照控制信号的要求进行动作传感器与测量环节传感器将被控对象的物理量（如温度、压力、流量等）转换为可测量的电信号，以便进行后续的处理和控制测量环节对传感器的输出信号进行放大、滤波、转换等处理，以获得准确、可靠的测量值，为控制器的决策提供依据同时，测量环节还可以对系统的性能进行评估和监控03反馈系统工作原理开环与闭环控制系统比较010203开环控制系统闭环控制系统比较输出量对系统的控制作用输出量直接或间接地反馈闭环控制系统具有自动修没有影响，信号从输入到到输入端，形成闭环，参正偏差的能力，而开环控输出为单向传递与控制过程制系统则不具备闭环控制系统稳定性分析稳定性定义稳定性分析方法稳定性的意义系统受到扰动后，能够恢通过求解系统特征方程，确保系统在正常工作条件复到原来平衡状态的能力判断特征根的位置，从而下能够保持稳定，避免产确定系统的稳定性生振荡或失控现象误差信号产生及传递过程误差信号定义期望输出与实际输出之间的差值误差信号产生原因系统存在不确定性、非线性、时变等因素，导致实际输出与期望输出之间存在偏差误差信号传递过程误差信号经过控制器处理后，通过执行机构作用于被控对象，使被控对象的输出逐渐接近期望输出同时，被控对象的输出也作为反馈信号与期望输出进行比较，形成新的误差信号，如此循环往复，直到误差信号减小到允许范围内04反馈系统性能指标评价方法静态精度指标评价方法相对误差绝对误差与真实值之比，用于比较绝对误差不同量程的测量准确度测量值与真实值之间的差值，反映系统的准确度引用误差测量仪器的误差与其量程之比，用于评价仪器的精度等级动态响应指标评价方法上升时间超调量调节时间系统响应从稳态值的10%上升到系统响应的最大偏离量与稳态值系统响应从超调量开始到进入稳90%所需的时间，反映系统的快之比，反映系统的阻尼程度态值±5%范围内所需的时间，反速性映系统的稳定性稳定性指标评价方法相角裕度系统相角频率特性曲线在穿越频率处的相角与-180°之差，用于评价系统的相对稳定性幅值裕度系统幅值频率特性曲线在穿越频率处的幅值与0dB之差，用于评价系统的稳定裕度根轨迹法通过分析系统根轨迹在复平面上的分布，判断系统的稳定性及稳定裕度05常见反馈系统实例分析温度控制系统实例分析温度传感器控制器执行器被控对象接收温度信号，与设定根据控制信号调节加热需要控制温度的设备或将温度转换为电信号，值进行比较，产生控制或冷却设备的功率，从系统，如加热器、冷却传递给控制器信号而控制温度器等压力控制系统实例分析01020304压力传感器控制器执行器被控对象将压力转换为电信号，传递给接收压力信号，与设定值进行根据控制信号调节压力调节阀需要控制压力的设备或系统，控制器比较，产生控制信号的开度，从而控制压力如气瓶、液压缸等流量控制系统实例分析流量传感器执行器将流量转换为电信号，传递给根据控制信号调节流量调节阀控制器的开度，从而控制流量控制器被控对象接收流量信号，与设定值进行需要控制流量的设备或系统，比较，产生控制信号如管道、阀门等06反馈技术应用领域探讨工业自动化领域应用现状控制系统稳定性提升通过引入反馈机制，工业自动化系统能够实时调整控制参数，确保系统稳定运行生产效率提高反馈技术有助于实现生产过程的自动化和智能化，减少人工干预，提高生产效率产品质量改善通过精确控制生产过程中的各种参数，反馈技术有助于提高产品的质量和一致性智能家居领域应用前景居住环境优化智能家居系统可以通过反馈技术监测室内环境参1数，并自动调整家居设备，提供更加舒适的居住环境能源管理智能化通过实时监测家庭用电、用水等数据，智能家居2系统可以实现能源的智能化管理，降低能源消耗安全防护增强反馈技术可以应用于智能家居的安全防护系统，3实时监测家庭安全状况并发出警报其他领域应用可能性探讨医疗健康01在医疗健康领域，反馈技术可以应用于生理参数监测、疾病预警等方面，提高医疗服务的精准度和便捷性交通运输02在交通运输领域，反馈技术可以应用于智能交通系统、自动驾驶等方面，提高交通运行的安全性和效率环境保护03反馈技术可以应用于环境监测和保护领域，实时监测环境污染情况并采取相应的治理措施。