比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点
控制工程基础习题答案-清华大学出版社-沈艳-孙锐主编
控制工程基础习题答案第一章1-1 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点？（略）1-2 日常生活中有许多闭环和开环控制系统。
试举几个具体例子，并说明它们的工作原理，画出结构方框图。
（略）1-3 图1.14是液面自动控制系统的两种原理示意图。
在运行中，希望液面高度H 0维持不变。
1．试说明各系统的工作原理。
2．画出各系统的方框图，并说明被控对象、给定值、被控量和干扰信号是什么?图1.14 液位自动控制系统解：()a 工作原理：出水量2θ与进水量一致，系统处于平衡状态，液位高度保持在0H 。
当出水量大于进水量，液位降低，浮子下沉，通过连杆使阀门1L 开大，使得进水量增大，液位逐渐回升；当出水量小于进水量，液位升高，浮子上升，通过连杆使阀门1关小，液位逐渐降低。
其中被控对象是水槽，给定值是液面高度希望值0H 。
被控量是液面实际高度，干扰量是出水量2θ。
()b 工作原理：出水量与进水量一致系统处于平衡状态，电位器滑动头位于中间位置，液面为给定高度0H 。
当出水量大于（小于）进水量，浮子下沉（上浮）带动电位器滑动头向上（下）移动，电位器输出一正（负）电压，使电动机正（反）转，通过减速器开大（关小）阀门1L ，使进水量增大（减小），液面高度升高（降低），当液面高度为0H 时，电位器滑动头处于中间位置，输出电压为零，电动机不转，系统又处于平衡状态。
其中被控对象是水槽，给定值为液面高度希望值0H ，被控量是液面实际高度，干扰量是出水量2θ。
()a ，()b 系统结构图如下图1-4 若将图1.14(a )系统结构改为图1.15。
试说明其工作原理。
并与图1.14(a )比较有何不同?对系统工作有何影响?解：若将1-17()a 系统结构图改为1-18，系统变成了正反馈，当出水量与进水量一致，液面高度为给定值0H 。
当出水量大于进水量，液面位降低，浮子下称，通过连杆使阀门1关小，进水量越来越小，液面高度不能保持给定高度0H ，同样当出水量小于进水量，浮子上浮，液位升高，使阀门1开大，进水量增大，液位越来越高，不可能维持在给定高度0H1-5 图1.16是控制导弹发射架方位的电位器式随动系统原理图。
自动控制原理复习题
第一章 习题1. 闭环和开环控制各有什么优缺点？开环: 结构简单，成本低廉，工作稳定，当输入信号和扰动能预先知道时，控制效果较好。
但不能自动修正被控制量的偏离，系统的元件参数变化以及外来的未知扰动对控制精度影响较大。
闭环:具有自动修正被控制量出现偏离的能力，可以修正元件参数变化及外界扰动引起的误差，控制精度高。
缺点：被控量可能出现振荡，甚至发散。
2．随动、恒值、程序控制系统。
按给定值变化规律分有：随动、恒值、程序控制系统。
3．开环、闭环、复合控制系统。
按系统结构分有：开环、闭环、复合控制系统4. 对一个自动控制系统的性能要求可以概括为哪几个方面 ？ 可以归结为稳定性、准确性（精度）和快速性。
第三章 习题一、基本概念1.最大超调量： 直接说明控制系统的阻尼特性。
2. 过渡过程时间：在过渡过程的稳态线上，用稳态值的百分数∆（通常%2%5=∆=∆或）作一个误差允许范围，过渡过程曲线进入并永远保持在这一允许误差范围内，进入允许误差范围所对应的时间叫过渡过程时间。
3. 峰值时间： 欠阻尼系统单位阶跃响应输出达到最大值时对应的时间。
4. 上升时间：在单位阶跃信号作用下，欠阻尼二阶系统输出第一次达到最终稳态值所对应的时间。
5. 闭环主导极点：假如距虚轴较远的闭环极点的实部与距虚轴最近的闭环极点的实部的比值大于或等于5，且在距虚轴最近的闭环极点的附近不存在闭环零%100)()()(⋅∞∞-=c c tp c p σ点。
这个距虚轴最近的闭环极点将在系统的过渡过程中起主导作用，称之为闭环主导极点。
它常以一对共轭复数极点的形式出现。
6. 稳态误差：稳态误差ess是系统的误差响应达到稳定时的值，是对系统稳态控制精度的度量，是衡量控制系统最终精度的重要指标。
7.开环静态位置放大倍数KP8.开环静态速度放大倍数Kv9.开环静态加速度放大倍数Ka二、问答题1、线性连续系统稳定的充要条件是什么？答：系统特征方程式的根全部具有负实部。
机械控制工程基础习题
1. 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点。
2. 如题图1-1 （a ）、（b ）所示两水位控制系统，要求：•画出方块图（包括给定输入量和扰动输入量）； •分析工作原理，讨论误差和扰动的关系。
图1-13. 如题图1・2所示炉温控制系统，要求（1）指出系统输出量、给定输入量、扰动输入量、被控对象和自动控制器的各组成部分并画出方块图；（2）说明该系统是怎样得到消除或减少 偏差的。
4. 举出五个身边控制系统的例子，试用职能方块图说明其基本原理，并指出是开环还是闭环。
5. 双输入控制系统的一个常见例子是由冷热两个阀门的家用沐浴器。
目标是同时控制水温和流量，画出此闭环系统的方块图，你愿意让别人给你开环控制的沐浴器吗？加热器rWW\-2图用尸用尸给定亳伏 信号地耦酬自调 VQ加21.试求下列函数的拉氏变换(1)/⑴=⑷ + 5)5(0+ (/ +2) 1(f)⑵兀)"山⑶-45。
)"彳)(3) f(t)=严(cos St + 0.25 siii St)2.试求下列函数的拉氏反变换(1)(3)(4)C® g对题图2・1所示的控制系统,计算张儿恥)。
图2J系统结构如题图2-2所示。
试分别用结构图化简方法和梅逊公式法求传递函数尺⑵。
图2・2系统结构图如题图2-3所示。
求传递函数％"处)及眾⑸。
(2) F(S)p3.4-5.局⑸+ ,6・试列写题图2-4所示双输入-双输出机械位移系统的微分方程并画出系统结构图。
加1也2\\\\\\\\\\图2-4第三章C（Q 总 + b-- = ---------1.考虑一个单位反馈控制系统，其闭环传递函数为尺⑵ 异+处+占（1）试确定其开环传递函数G（s）。
（2）求单位斜坡输入时的稳态误差。
2.已知单位反馈系统的单位阶跃响应为叹）"+ 02%-1.茲"，求（1）开环传递函数&⑸;（2） §叫，心；(3)在啲"+2卫作用下的稳态误差。
伺服系统的开环控制与闭环控制
伺服系统的开环控制与闭环控制伺服系统是一种能够对输出进行精确控制的系统。
在伺服系统中，输出通常指的是某种物理量，例如位置、速度或者力。
开环控制和闭环控制是伺服系统两种主要的控制方式。
一、开环控制开环控制又称为非反馈控制。
在该模式下，控制器没有反馈被控制量的信息。
相反，控制器根据已知的输入信号和系统的静态和动态特性进行计算，输出控制信号。
由于开环控制没有考虑系统的实际输出值，所以结果可能会受到许多外部因素的影响而导致不稳定，例如系统的负载或环境温度变化。
开环控制通常应用于简单的系统或者那些对输出精确度要求不高的系统中。
二、闭环控制闭环控制又称为反馈控制。
在该模式下，控制器通过传感器获取被控制量的实际输出值，并将其返回至控制器，以便计算误差并相应地调整输出信号。
闭环控制通常比开环控制更加精确，因为它可以对实际输出值进行即时调整。
当然，在闭环控制模式下，系统所需的硬件和软件成本也更高。
闭环控制通常应用于对输出精度要求高且稳定性要求高的系统中。
三、开环控制和闭环控制的比较总的来说，开环控制和闭环控制各有优缺点。
开环控制通常比较简单，并且可以为系统提供基本的控制。
但是，由于其不考虑实际输出值的变化，所以其控制精度较低，对于环境变化比较敏感。
闭环控制虽然成本高，但其控制精度相对较高，可以从控制误差中学习并自我调节。
此外，由于它可以实施实时调整，所以闭环控制通常比开环控制更稳定。
四、结论在伺服系统中，开环控制和闭环控制是两种常见的控制模式。
适合哪种控制模式应该根据具体情况而定，包括对所需控制的输出精度要求、系统成本、环境条件等各种因素的影响。
闭环控制与开环控制
闭环控制与开环控制控制系统在工业自动化领域中起着至关重要的作用，其中闭环控制和开环控制是两种常见的控制策略。
本文将介绍闭环控制和开环控制的基本概念、原理及其应用，并探讨两者的优缺点以及在实际应用中的选择。
一、闭环控制闭环控制，又称反馈控制，是一种通过测量输出并将其与期望值进行比较，然后根据差异来调整输入，以实现系统稳定运行的控制方式。
闭环控制系统一般由传感器、控制器和执行器组成。
其基本原理是通过不断监测和调整系统输出，使其接近或稳定于期望状态。
闭环控制可以提供更稳定、更精确的控制效果。
通过实时的反馈信息，闭环控制可以补偿外部环境变化和系统误差，使系统更具鲁棒性。
闭环控制广泛应用于诸多领域，如温度控制、位置控制、速度控制等。
在这些应用中，闭环控制可以实现精确的控制目标，并对系统的稳定性和鲁棒性有较高的要求。
然而，闭环控制也存在一些缺点。
首先，闭环控制系统的设计和调试较为复杂。
其次，闭环控制需要传感器对系统的输出进行实时监测，从而增加了系统的成本和复杂度。
此外，闭环控制往往需要较快的反应速度，因此需要较高的计算能力和实时性。
二、开环控制开环控制，又称前馈控制，是一种根据预先设定的输入信号来控制系统的运行，而无需实时的反馈信息。
开环控制系统一般由输入设备、控制器和执行器组成。
开环控制通过预先确定的输入信号来指导系统运行，而忽略了系统输出与期望值之间的差异。
开环控制具有设计简单、调试容易的优点。
由于不需要实时的反馈信息，开环控制可以在很多应用中实现较低成本和复杂度的控制。
因此，在一些对控制精度和稳定性要求不高的应用中，开环控制是一个有效的选择。
然而，开环控制也存在一些限制。
首先，开环控制系统对外部环境的干扰和系统误差较为敏感，无法自动调整。
其次，由于没有反馈信息，开环控制无法实时纠正系统偏差，导致输出与期望值之间可能存在较大的误差。
因此，在一些对控制精度和稳定性要求较高的应用中，开环控制无法满足需求。
三、闭环控制与开环控制的应用闭环控制和开环控制在不同的应用场景中表现出各自的优势。
试述开环控制系统的主要优缺点
习 题1-1 试述开环控制系统的主要优缺点。
答：优点：开环控制系统无反馈回路，结构简单，成本较低。
缺点：控制精度低，容易受到外界干扰，输出一旦出现误差无法补偿。
1-2 日常生活中有许多闭环和开环控制系统，试举几个具体例子，并说明它们的工作原理。
答：开环控制系统：例如洗衣机，它按洗衣、清水、去水、干衣的顺序进行工作，无须对输出信号即衣服的清洁程度进行测量；又如简易数控机床的进给控制，输人指令，通过控制装置和驱动装置推动工作台运动到指定位置，而位置信号不再反馈。
这些都是典型的开环系统。
闭环控制系统： 以数控机床工作台的驱动系统为例。
一种简单的控制方案是根据控制装置发出的一定频率和数量的指令脉冲驱动步进电机，以控制工作台或刀架的移动量，而对工作台或刀架的实际移动量不作检测。
这种控制方式简单，但问题是从驱动电路到工作台这整个“传递链”中的任一环的误差均会影响工作台的移动精度或定位精度。
为了提高控制精度，采用反馈控制，以检测装置随时测定工作台的实际位置（即其输出信息）；然后反馈送回输人端，与控制指令比较，再根据工作台实际位置与目的位置之间的误差，决定控制动作，达到消除误差的目的，检测装置即为反馈环节。
1-3 画出室内空调系统的方块图。
注意，恒温器是该系统中的控制器。
试说明在该系统中可能存在哪些扰动量。
解：1-4 图(题1-4(a))是液位控制系统的原理图，自动控制器通过比较实际液位高度与希望液位高度，并通过调整气动阀门的开度，对误差进行修正，从而保持液位高度不变。
图(题1-4(b）)是控制系统的方块图。
试画出相应的人工操纵的液位控制系统方块图。
（a）图(题1-4) (a) 液位控制系统（b ）方块图 （b ）解：1-5 某仓库大门自动控制系统的原理如图(题1-5)所示，试说明自动控制大门开启和关闭的工作原理，并画出系统方框图。
图(题1-5)解：如果希望开门，则将门当前状态对应的电压取出，与开门状态参考电位比较（相减），然后送放大器，驱动伺服电机，带动绞盘使门打开，直到门的状态所对应的电压与开门状态参考电位相等时，放大器比较（相减）的结果为零，执行元件不工作，门保持打开状态不再变化。
步进电机闭环系统与开环系统的区别
现如今步进电机设备被广泛运用在生活的各个领域，对人们的生活带来了很多的便利。
步进电机的主要优点之一是适于开环控制。
但是，步进电机的开环控制无法避免步进电机本身所固有的缺点，即共振、振荡、失步和难以实现高速。
另一方面，开环控制的步进电机系统的精度要高于分级是很困难的，其定位精度相对较低。
因此，在精度和稳定性要求比较高的系统中，就必须果用闭环控制系统。
步进电机的闭环控制是采用位置反馈和(或)速度反馈来确定与转子位置相适应的相位转换，可大大改进步进电机的性能。
在闭环控制的步进电机系统中，或可在具有给定精度下跟踪和反馈时，扩大工作速度范围，或可在给定速度下提高跟踪和定位精度，或可得到极限速度指标和极限精度指标。
步进电机的闭环控制性能与开环控制性能相比，具有如下优点：a.随着输出转矩的增加，二者的速度均以非线性形式下降，但是，闭环控制改善了矩频特性。
b.闭环控制下，输出功率/转矩曲线得以改善，原因是，闭环下，电机励磁转换是以转子位置信息为基础的，电流值决定于电机负载，因此，即使在低速度范围内，电流也能够充分转换成转矩。
c.闭环控制下，效率/转矩曲线得以改善。
d.采用闭环控制，可得到比开环控制更高的运行速度，更稳定、更光滑的转速。
e.利用闭环控制，步进电机可自动地、有效地被加速和减速。
f.闭环控制相对开环控制在快速性方面提高的定量评价，可借助比较Ⅳ步内通过某个路径间隔的时间得出：n-步进电机转换拍数(N>n)。
g.应用闭环驱动，效率、功率和速度同时得到提高。
闭环驱动的步进电机的性能在所有方面均优于开环驱动的步进电机。
步进电机闭环驱动具有步进电机开环驱动和直流无刷伺服电机的优点。
因此，在可靠性要求很高的位置控制系统中，闭环控制的步进电机将获得广泛应用。
深圳市维科特机电有限公司成立于2005年，是步进电机产品的销售、系统集成和应用方案提供商。
我们和全球产品性价比高的生产厂家合作，结合本公司专家团队多年的客户服务经验，给客户提供有市场竞争力的步进电机系统解决方案。
开环控制和闭环控制的概念
开环控制和闭环控制的概念一、引言控制系统是指通过对被控对象施加某种干扰，使其在规定的时间内达到预定要求的系统。
控制系统主要分为开环控制和闭环控制两种。
二、开环控制1. 定义开环控制是指在不考虑被控对象反馈信号的情况下，根据输入信号直接输出干扰信号，从而使被控对象达到预期状态的一种控制方式。
2. 特点（1）简单易行：开环控制器结构简单，易于设计和实现。
（2）适用范围窄：由于不考虑被控对象反馈信号，因此只适用于对被控对象有足够了解且稳定性较高的场合。
（3）误差大：由于不考虑被控对象反馈信号，因此无法及时调整干扰信号，容易产生误差。
三、闭环控制1. 定义闭环控制是指通过对被控对象反馈信号进行测量和分析，并根据分析结果调整输出干扰信号，使其达到预期状态的一种控制方式。
2. 特点（1）精度高：由于能够及时调整干扰信号，因此能够减小误差，提高控制精度。
（2）适用范围广：由于能够根据被控对象反馈信号进行调整，因此适用范围较广。
（3）结构复杂：闭环控制器结构复杂，设计和实现难度较大。
四、开环控制与闭环控制的比较1. 总体比较开环控制器和闭环控制器都是常见的控制方式。
相对而言，开环控制器结构简单，易于设计和实现；而闭环控制器精度高、适用范围广，但结构复杂。
2. 误差比较由于开环控制器不考虑被控对象反馈信号，容易产生误差；而闭环控制器能够及时调整干扰信号，减小误差。
3. 适用范围比较由于开环控制器不考虑被控对象反馈信号，只适用于对被控对象有足够了解且稳定性较高的场合；而闭环控制器能够根据被控对象反馈信号进行调整，适用范围更广。
五、结论开环控制器和闭环控制器都有各自的优点和缺点，应根据具体情况选择合适的控制方式。
在实际应用中，一般采用闭环控制器，以提高控制精度和适用范围。
比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点
开环控制系统和闭环控制系统的优缺点如果系统的输出端与输入端之间不存在反馈，也就是控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这样的系统称开环控制系统。
闭环控制系统是基于反馈原理建立的自动控制系统。
所谓反馈原理，就是根据系统输出变化的信息来进行控制，即通过比较系统行为（输出）与期望行为之间的偏差，并消除偏差以获得预期的系统性能。
在反馈控制系统中，既存在由输入到输出的信号前向通路，也包含从输出端到输入端的信号反馈通路，两者组成一个闭合的回路。
因此，反馈控制系统又称为闭环控制系统。
开环控制系统的优点是结构简单，比较经济。
缺点是无法消除干扰所带来的误差。
同开环控制系统相比，闭环控制具有一系列优点。
在反馈控制系统中，不管出于什么原因（外部扰动或系统内部变化），只要被控制量偏离规定值，就会产生相应的控制作用去消除偏差。
因此，它具有抑制干扰的能力，对元件特性变化不敏感，并能改善系统的响应特性。
但反馈回路的引入增加了系统的复杂性，而且增益选择不当时会引起系统的不稳定。
为提高控制精度，在扰动变量可以测量时，也常同时采用按扰动的控制（即前馈控制）作为反馈控制的补充而构成复合控制系统。
主要从三方面比较：1、工作原理：开环控制系统不能检测误差，也不能校正误差。
控制精度和抑制干扰的性能都比较差，而且对系统参数的变动很敏感。
合闭环控制系统不管出于什么原因（外部扰动或系统内部变化），只要被控制量偏离规定值，就会产生相应的控制作用去消除偏差。
控制精度和抑制干扰的性能都比较差，而且对系统参数的变动很敏感。
因此，一般仅用于可以不考虑外界影响，或惯性小，或精度要求不高的一些场合。
2、结构组成：开环系统没有检测设备，组成简单，但选用的元器件要严格保证质量要求。
控制系统的闭环控制与开环控制比较
控制系统的闭环控制与开环控制比较控制系统是指通过对输入和输出进行监测、比较并校正的一种系统。
而控制系统可以分为闭环控制和开环控制两种形式。
闭环控制和开环控制是两种常见的控制系统方案，它们在工程实践中有着不同的应用和优势。
闭环控制是指通过对系统的反馈信息进行监测、比较并调整系统输出的一种控制方式。
在闭环控制系统中，系统会通过传感器获取系统的输出信息，并与设定值进行比较，然后根据比较结果对系统进行调整。
闭环控制系统可以实现对系统的精确控制和稳定性控制，因为它能够根据实际输出信息实时调整系统的工作状态。
闭环控制系统常见的应用包括温度控制、电机控制等。
相反，开环控制是指在控制系统中，输出信息并不会对系统的控制产生影响。
在开环控制系统中，控制器会根据预设的输入信号直接控制执行机构。
开环控制系统主要通过预先设置的参数和模型来进行系统控制，无法根据实际输出信息进行动态调整。
开环控制系统通常用于一些不需要很高精度和稳定性要求的情况，例如电灯的开关控制。
闭环控制和开环控制在应用上有一些明显的区别。
闭环控制系统比开环控制系统更加灵活和精确。
闭环控制系统可以根据实际输出信息及时调整控制器的参数，使得系统对外界干扰的抵抗能力更强。
而开环控制系统对外界变化和干扰的适应性较差，容易受到环境影响而产生误差。
然而，闭环控制系统较开环控制系统更为复杂和昂贵。
闭环控制系统需要搭建反馈回路，增加了系统的复杂性和成本。
在某些应用场景中，开环控制系统可以通过合理的预设参数和模型实现较为简单的控制需求。
综上所述，闭环控制和开环控制是控制系统中常见的两种控制方案。
闭环控制系统通过对系统的反馈信息进行监测和调整，可以实现精确的控制和稳定的工作状态，然而它也更为复杂和昂贵。
而开环控制系统通过预设的参数和模型进行控制，具有简单和经济的特点，但抵抗外界干扰能力较弱。
在实际应用中，需要根据具体情况选择闭环控制或开环控制，以满足系统的需求。
开环和闭环的区别
开环和闭环的区别开环和闭环是系统控制领域中两个重要的概念。
它们描述了系统控制中输入和输出之间的关系，以及系统控制中反馈的作用。
本文将详细介绍开环和闭环的区别，并讨论它们在不同领域中的应用。
1. 定义和基本原理：开环控制是指在控制系统中，输出信号不会反馈给输入的情况下进行的控制。
它通过人为设定或预测的控制信号来控制系统。
开环控制不考虑系统输出与期望输出之间的差距，也没有对系统的状态进行监测和调整。
闭环控制（也称为反馈控制）是一种控制系统，在该系统中，系统的输出信号被反馈给输入，以根据输出信号对输入信号进行调整。
闭环控制通过比较实际输出与期望输出之间的差距来进行调整，以使系统达到所需的输出。
2. 基本组成：在开环控制中，控制器接收输入信号并产生输出信号，该输出信号直接作为控制系统的输入。
开环系统中通常包括传感器、执行器和控制器。
但是，由于没有反馈机制，开环控制对系统的变化或干扰不具有鲁棒性。
在闭环控制中，与开环控制相比，控制系统多了一个反馈环路。
它从执行器读取实际输出信号，并将其与期望输出进行比较，然后生成误差信号。
误差信号被送回控制器，用于调整控制信号，以实现期望输出。
闭环系统通常由传感器、执行器、控制器和反馈环路组成。
3. 作用和优势：开环控制相对简单，并且在一些简单的应用中具有一定的效果。
它在需要准确预测输出或不需要考虑系统的变化和干扰时，可被广泛使用。
例如，在煤气灶中，旋钮的位置决定了火焰的大小，而没有对火焰大小进行实时调整的反馈。
闭环控制的优势在于它具有更高的稳定性和鲁棒性，并且能够适应系统的变化和干扰。
通过反馈机制，可以根据实际输出来调整输入信号，以确保系统达到期望输出。
闭环控制广泛应用于自动化控制、医疗设备、交通系统等领域。
4. 应用领域的区别：开环控制适用于那些输出对外界影响小、稳定性要求不高的系统。
例如，家用电器、播放器等简单设备常常采用开环控制。
开环控制的一个典型特征是没有反馈环路，因此无法对系统输出进行实时调整。
自控复试面试题目(3篇)
第1篇一、基础知识部分1. 题目：请简述自动控制系统的基本组成和功能。
解析：自动控制系统通常由被控对象、控制器、执行机构和反馈环节组成。
被控对象是系统要控制的设备或过程；控制器根据给定值与反馈值的偏差，产生控制信号；执行机构将控制信号转换为对被控对象的控制作用；反馈环节将被控对象的输出反馈给控制器，形成闭环控制系统。
2. 题目：什么是开环控制系统？什么是闭环控制系统？请比较两者的优缺点。
解析：开环控制系统是指控制信号不反馈到控制器，仅根据输入信号进行控制。
闭环控制系统是指控制信号反馈到控制器，根据输入信号和反馈信号进行控制。
开环控制系统的优点是结构简单、成本低；缺点是鲁棒性差，容易受到外部干扰的影响。
闭环控制系统的优点是鲁棒性好、稳定性高；缺点是结构复杂、成本高。
3. 题目：什么是比例控制器、积分控制器、微分控制器？它们各自的特点是什么？解析：比例控制器（P控制器）只对输入信号进行比例放大，无积分和微分作用；积分控制器（I控制器）对输入信号的积分进行放大，用于消除稳态误差；微分控制器（D控制器）对输入信号的微分进行放大，用于预测系统的动态响应。
比例控制器适用于无稳态误差的系统；积分控制器适用于有稳态误差的系统；微分控制器适用于需要快速响应的系统。
4. 题目：什么是PID控制器？简述其特点和应用。
解析：PID控制器是比例、积分、微分控制器的简称，它结合了比例、积分、微分控制器的优点。
PID控制器具有以下特点：①可以消除稳态误差；②具有良好的动态响应特性；③易于实现。
PID控制器广泛应用于工业控制、航空航天、机器人等领域。
5. 题目：什么是系统稳定性？如何判断一个系统的稳定性？解析：系统稳定性是指系统在受到扰动后，能否恢复到初始状态。
判断系统稳定性的方法有：①奈奎斯特判据：通过绘制系统的Nyquist图，判断系统是否稳定；②Bode图：通过绘制系统的Bode图，判断系统是否稳定；③根轨迹法：通过绘制系统的根轨迹，判断系统是否稳定。
自动控制原理-课后习题及答案
第一章绪论1-1试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点.解答：1开环系统(1)优点:结构简单，成本低，工作稳定。
用于系统输入信号及扰动作用能预先知道时，可得到满意的效果。
(2)缺点：不能自动调节被控量的偏差。
因此系统元器件参数变化，外来未知扰动存在时，控制精度差。
2闭环系统⑴优点：不管由于干扰或由于系统本身结构参数变化所引起的被控量偏离给定值，都会产生控制作用去清除此偏差，所以控制精度较高。
它是一种按偏差调节的控制系统。
在实际中应用广泛。
⑵缺点：主要缺点是被控量可能出现波动，严重时系统无法工作。
1-2什么叫反馈？为什么闭环控制系统常采用负反馈？试举例说明之。
解答：将系统输出信号引回输入端并对系统产生控制作用的控制方式叫反馈。
闭环控制系统常采用负反馈。
由1-1中的描述的闭环系统的优点所证明。
例如，一个温度控制系统通过热电阻（或热电偶）检测出当前炉子的温度，再与温度值相比较，去控制加热系统，以达到设定值。
1-3试判断下列微分方程所描述的系统属于何种类型（线性，非线性，定常，时变）？（1）22()()()234()56() d y t dy t du ty t u t dt dt dt++=+（2）()2() y t u t=+（3）()()2()4() dy t du tt y t u t dt dt+=+（4）()2()()sin dy ty t u t t dtω+=（5）22()()()2()3() d y t dy ty t y t u t dt dt++=（6）2()()2() dy ty t u t dt+=（7）()()2()35()du ty t u t u t dtdt=++⎰解答：（1）线性定常（2）非线性定常（3）线性时变（4）线性时变（5）非线性定常（6）非线性定常（7）线性定常1-4如图1-4是水位自动控制系统的示意图，图中Q1，Q2分别为进水流量和出水流量。
控制的目的是保持水位为一定的高度。
开环控制与闭环控制的特征、优缺点和应用场合
开环控制与闭环控制的特征、优缺点和应用场合1. 引言1.1 概述本篇文章旨在深入探讨开环控制与闭环控制的特征、优缺点以及应用场合。
在自动控制领域，开环和闭环控制是两种常见的控制策略，它们在不同的系统中有着各自独特的特点和适用条件。
通过对这两种控制策略进行充分了解，可以更好地选择和应用于不同实际问题中。
1.2 文章结构文章将从以下几个方面对开环控制和闭环控制进行详细介绍和比较：特征、优缺点以及应用场合。
首先，在第2节中，我们将展示开环控制的特征，并分析其所具备的优缺点，以及适用于哪些场合。
接着，在第3节中，我们将重点关注闭环控制的特征，并阐述其优缺点，同时说明其适用范围。
然后，在第4节中，我们会直接比较开环和闭环控制的异同，并对它们各自的应用场合进行对比。
最后，在第5节中，我们将给出一个总结，并提出进一步研究方向和展望。
1.3 目的本文旨在帮助读者全面了解开环控制和闭环控制，并对它们的特征、优缺点以及应用场合有一个清晰的认识。
这将有助于读者更好地理解自动控制中的基本概念，为实际问题选择最合适的控制策略提供参考。
同时，通过对开环与闭环控制的比较，我们可以深入研究这两种策略在不同领域中的优势和局限性，并为未来进一步研究提供指导和展望。
2. 开环控制的特征、优缺点和应用场合2.1 特征开环控制是一种控制系统，其中输出信号不会影响系统输入信号的调整。
它基于预先确定的模型和输入来产生输出。
开环控制主要有以下特征：a) 简单性：开环控制系统通常由较少的组件组成，结构相对简单。
b) 响应快：由于没有反馈机制，开环控制系统能够快速产生输出响应。
c) 低成本：开环控制系统通常不需要传感器或测量装置，并且因为简化了结构，具备低成本的优势。
2.2 优缺点a) 优点：i) 快速响应: 开环控制通过明确的输入信号可以快速响应变化。
ii) 简易实现: 相对于闭环控制来说，开环控制结构简单、容易实现和维护，解决了许多特定问题。
电路中的控制系统开环控制与闭环控制的比较
电路中的控制系统开环控制与闭环控制的比较电路中的控制系统是指通过某种方式来控制电路中信号或物理量的变化。
在电路中，常用的控制方法包括开环控制和闭环控制。
本文将探讨开环控制和闭环控制的原理、优缺点以及适用环境，以便更好地理解和运用这两种控制方式。
一、开环控制开环控制（Open-loop Control）是指在控制系统中，输出信号不会对输入信号产生反馈，也不会对系统输出进行检测和修正。
简言之，开环控制是单向的信号流动，不考虑系统输出的影响。
开环控制的原理是通过设置输入信号或执行固定的操作，使系统按照预定的输出进行工作。
例如，我们常见的延时开关就是一个典型的开环控制系统。
在延时开关中，通过设置时间参数来控制输出开关在给定时间后关闭。
开环控制的优点是简单、低成本和快速响应。
由于没有反馈机制，所以系统设计较为简单，通常只需考虑初始参数即可。
此外，在某些需要快速响应的场景下，开环控制也能够满足需求。
然而，开环控制也存在一些缺点。
首先，由于没有反馈，系统无法检测和修正输出的误差。
其次，受到外界因素的影响，开环控制容易失效，导致系统输出无法达到预期。
因此，开环控制适用于对输出精度要求较低、环境稳定且变化较小的场景，例如恒温器的控制、闹钟等。
二、闭环控制闭环控制（Closed-loop Control），亦称反馈控制，是指系统通过对输出进行检测，并根据误差信号对系统输入信号进行修正，以达到期望的输出效果。
闭环控制的原理是通过反馈机制来修正系统输出。
在闭环控制中，输出信号经过传感器检测后与期望值进行比较，得到误差信号，然后利用控制算法对输入信号进行修正，使系统逐渐趋向于稳定状态。
闭环控制具有精度高、稳定性好、适应性强等优点。
由于有反馈机制的存在，系统可以不断检测和修正输出误差，从而实现更精确的控制。
此外，在环境变化较大的情况下，闭环控制可以根据反馈信号进行动态调整，适应性更强。
然而，闭环控制也存在一些缺点，包括较高的设计成本、复杂的实施和响应时间较长等。
高压直流输电系统中开环控制和闭环控制的比较分析研究
高压直流输电系统中开环控制和闭环控制的比较分析研究随着现代电力系统的不断发展和进步，高压直流输电系统已经成为了电力系统中广泛采用的一种方式。
而在高压直流输电系统中，控制系统是其必不可少的一部分。
然而，在控制系统中，开环控制和闭环控制又是两种不同的控制方式。
本文将对高压直流输电系统中的开环控制和闭环控制进行比较分析研究。
一、高压直流输电系统中的开环控制开环控制是指控制量与被控制量之间无反馈，只通过给定的控制量来实现控制的方式。
在高压直流输电系统中，开环控制通常用于控制电压等参数，如交流/直流变频器PWM控制、失控电弧控制和谐波滤波器无功控制等。
但开环控制的缺点也是显而易见的。
由于无反馈，开环控制往往无法动态地控制输出参数。
因此，当被控制变量发生变化时，开环控制的效果就会变得很差，并且很难落实到实际应用中。
二、高压直流输电系统中的闭环控制闭环控制是指通过测量被控制变量的反馈信号，实现控制量与被控制量之间的关系，从而达到实时监测和调整的目的。
在高压直流输电系统中，闭环控制一般用于控制某些电气参数和调节器的调节。
同开环控制相比，闭环控制的优点在于能够有效地消除外部干扰和内部扰动，从而提高控制质量和稳定性。
同时，闭环控制也能动态地调整输出参数，以达到更加精确的控制效果。
三、开环控制和闭环控制的比较分析开环控制和闭环控制都有各自的优缺点。
在高压直流输电系统中，开环控制和闭环控制的选择往往取决于具体的控制需求。
1、适用场景不同开环控制适用于只要求一定输出的控制场合，如简单电源控制，调节最大输出量等场合；而闭环控制适用于要求更高的控制精度和稳定性的场合。
2、灵活性不同开环控制通常需要根据具体场合所需的输出进行调整，其灵活性较差。
而闭环控制可以通过自动校正控制或者人工调节PID参数，以适应不同的操作需求。
3、复杂性不同开环控制的实现较为简单，只需要给定具体的输入变量就可以实现控制。
而闭环控制则涉及多个参数，如P、I、D等参数的选择和调整，比较复杂。
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开环控制系统和闭环控制系统的优缺点
如果系统的输出端与输入端之间不存在反馈，也就是控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这样的系统称开环控制系统。
闭环控制系统是基于反馈原理建立的自动控制系统。
所谓反馈原理，就是根据系统输出变化的信息来进行控制，即通过比较系统行为（输出）与期望行为之间的偏差，并消除偏差以获得预期的系统性能。
在反馈控制系统中，既存在由输入到输出的信号前向通路，也包含从输出端到输入端的信号反馈通路，两者组成一个闭合的回路。
因此，反馈控制系统又称为闭环控制系统。
开环控制系统的优点是结构简单，比较经济。
缺点是无法消除干扰所带来的误差。
同开环控制系统相比，闭环控制具有一系列优点。
在反馈控制系统中，不管出于什么原因（外部扰动或系统内部变化），只要被控制量偏离规定值，就会产生相应的控制作用去消除偏差。
因此，它具有抑制干扰的能力，对元件特性变化不敏感，并能改善系统的响应特性。
但反馈回路的引入增加了系统的复杂性，而且增益选择不当时会引起系统的不稳定。
为提高控制精度，在扰动变量可以测量时，也常同时采用按扰动的控制（即前馈控制）作为反馈控制的补充而构成复合控制系统。
主要从三方面比较：
1、工作原理：开环控制系统不能检测误差，也不能校正误差。
控制精度和抑制干扰的性能都比较差，而且对系统参数的变动很敏感。
合闭环控制系统不管出于什么原因（外部扰动或系统内部变化），只要被控制量偏离规定值，就会产生相应的控制作用去消除偏差。
控制精度和抑制干扰的性能都比较差，而且对系统参数的变动很敏感。
因此，一般仅用于可以不考虑外界影响，或惯性小，或精度要求不高的一些场合。
2、结构组成：开环系统没有检测设备，组成简单，但选用的元器件要严格保证质量要求。
闭环系统具有抑制干扰的能力，对元件特性变化不敏感，并能改善系统的响应特性。
3、稳定性：开环控制系统的稳定性比较容易解决。
闭环系统中反馈回路的引入增加了系统的复杂性。