自动控制原理概述及开闭环实例分析
自动控制原理课件三、开环控制系统与闭环控制系统
即：
% x max x c () 100 % xc ()
的相
它反映系统的暂态过程的平稳性。
2．上升时间：tr
指输出量第一次到达稳态值所需的时间。
自动控制系统的性能指标
3．调节时间：ts
指输出量与稳态值之间的偏差达到所允许范围并 维持在此范围内所需的时间。
4．振荡次数：
指在ts内，输出量在稳态值附近上下波动的次数。
③持续振荡
x(t)
t
(a)给定突增
④发散振荡
x(t)
t
(a)给定突增
x(t)
t
(b)扰动突变
x(t)
t
(b)扰动突变
自动控制系统的性能指标
2、暂态性能指标
下图给出了系统对突加给定信号的动态响应。
xm ax
xc ()
tr tm
ts
自动控制系统的性能指标
1. 最大超调量：δ%
指输出量的最大值 与xmax 稳态xc (值)
自动控制系统的性能指标
y2 y1 x2
暂态（动态）
稳态（静态）
x1
t
自动控制系统的性能指标
一、稳态性能
描述了系统稳态时的稳定程度。 用稳态误差表示,它是指系统达到稳态时输 出量的实际值与期望值(给定值)之间的误差。 稳态误差越小，稳定精度越高。 稳态误差为零，称为无差系统。
二、暂态性能 描述系统从一个稳态到达另一个稳态期间
三、开环控制系统与闭环控制系统
例2 直流电动机闭环调速系统
U1
K U g
Dn n
Uf
CF
第一章：第二节
§1-2自动控制系统的性能指标
系统的状态行为 是指输出量受输入量的影响在时间方向上表现出
自动控制原理范文
自动控制原理范文自动控制原理是指通过采集和反馈系统的状态信息，根据一定的规则和算法实现对系统的自动调整和控制的一种技术。
它是现代工业自动化和信息技术的基础，广泛应用于电力、化工、石油、冶金、机械、交通运输和航空航天等各个领域。
自动控制原理的核心思想是通过测量系统的输出信号，与期望的参考信号进行比较，然后根据误差信息去调整系统的输入信号，使系统能在预期的性能要求下工作。
本文将从控制系统的基本概念、自动控制系统的组成、控制系统的闭环和开环两种结构、PID控制器等方面进行详细讲解。
一、控制系统的基本概念1.控制系统：由被控对象、控制器、传感器和执行器等组成，用于实现对被控对象状态或行为的调节。
2.被控对象：指需要被调节或控制的对象，也称作控制对象或物理对象。
3.反馈系统：通过传感器采集被控对象的状态信息，并将其送回控制器进行处理，然后生成相应的控制信号输入到执行器中。
4.开环系统：指没有反馈链路的控制系统，控制器的输出仅与被控对象相关，而不与被控对象的状态信息有关。
5.闭环系统：指具有反馈链路的控制系统，通过采集被控对象的状态信息，与期望的参考信号进行比较，产生误差信号，然后经过控制器进行处理生成控制信号，调整系统的输入信号。
二、自动控制系统的组成自动控制系统主要由四部分组成：被控对象、传感器、控制器和执行器。
被控对象接受控制器输出的控制信号，并给传感器提供输入信号，传感器采集被控对象的状态信息，将其转换成电信号送回控制器进行处理，控制器对传感器采集的信息进行比较并生成控制信号，最后控制器的输出信号通过执行器对被控对象进行调节。
三、控制系统的闭环和开环两种结构1.开环控制系统：开环系统的特点是系统的输出不受外界干扰和错误影响，控制器的输出仅与输入信号有关。
开环系统无法动态调整，当系统受到外界扰动时无法及时做出调整。
2.闭环控制系统：闭环系统引入了稳定反馈机制，通过比较控制器输出信号与期望参考信号之间的误差，调整输入信号，实现系统的自动调整和稳定。
闭环控制系统的例子及原理
闭环控制系统的例子及原理1. 家里的空调不就是个闭环控制系统嘛！它就像一个贴心的小管家，时刻感知着室内的温度。
当温度高了，它就会自动制冷，让室内变凉快；等温度低了呢，就停止制冷。
原理呢，就是通过温度传感器采集信息，反馈给控制系统，然后控制系统来指挥空调运行，这不是超厉害吗？2. 你看那电饭煲也是呀！它可以精确地控制煮饭的温度和时间呢。
比如水多了就煮久一点，水少了就调整温度，这不就是在自我调节嘛。
它的原理就是有个温度感应器和定时器之类的，能随时作出反应，简直就像个聪明的小厨师！3. 汽车的定速巡航系统不也很神奇嘛！开启后，就能保持一个稳定的速度行驶。
这不就是它自己在监控和调整速度呀。
它的工作原理就是通过各种传感器来掌握车速等信息，然后让车稳稳地跑，多牛啊！4. 咱们骑的电动车的速度控制系统也是哟！你想啊，你拧动把手，它就能根据你的要求加速减速。
原理就是把手的信号传递给控制系统，然后控制系统来决定给电机多少电，就像个很听你话的小跟班！5. 家用的智能马桶是不是没想到也是呀！它会自动调节水温啊、冲洗强度啥的。
它能根据你的设置和使用情况来调整，和闭环控制系统原理一样呢，有各种传感器在默默工作，太有意思啦！6. 哎呀，自动灌溉系统也是呢！它可以按照设定好的时间和湿度来给植物浇水。
它能知道土地干了还是湿了，然后决定浇不浇水，这多神奇。
就是通过湿度计之类的东西来感应，然后让系统作出正确的决定，就像个勤劳的园丁！7. 人体自身不就是一个超复杂的闭环控制系统嘛！比如体温调节，热了就出汗散热，冷了就打哆嗦产热。
这是身体内部各种机制在协同工作呀，多了不起。
就像一个无比精密的大机器在运作，真的很让人惊叹啊，不是吗？8. 再来看看工厂里的自动化生产线，那也是厉害得很呢！它可以精确地完成各种任务，有一点偏差就会自动调整。
这不就是有一双眼睛在时刻盯着嘛。
其原理就是通过一系列的检测和控制装置来保障生产的顺利进行，就像是一支训练有素的队伍在高效工作呀！总之，闭环控制系统真是无处不在，它们让我们的生活变得更加方便和智能呀！。
自动控制原理闭环控制实验原理
自动控制原理闭环控制实验原理一、自动控制原理自动控制是指在一定条件下，通过对被控对象进行测量、分析和处理，使其保持在预定状态或按照预定规律运行的一种技术。
自动控制系统由被控对象、传感器、执行机构、控制器和信号处理器等组成。
1.1 控制系统的基本组成（1）被控对象：指需要被调节或者控制的物理量或者过程。
例如，温度、压力、流量等。
（2）传感器：用于将被控对象的物理量转换为电信号。
例如，温度传感器、压力传感器等。
（3）执行机构：根据控制信号调节或者改变被控对象的状态。
例如，电机、阀门等。
（4）控制器：用于对传感器采集到的信号进行处理，并生成相应的控制信号。
例如，PID调节器等。
（5）信号处理器：用于对采集到的信号进行滤波、放大和修正等处理，并将其送入控制器中。
例如，放大电路和滤波电路等。
1.2 控制系统的分类根据反馈方式不同，可以将自动控制系统分为开环系统和闭环系统两种。
（1）开环系统：没有反馈，只能按照预定的规律进行运行。
例如，电风扇。
（2）闭环系统：通过反馈控制，可以使系统保持在预定状态或者按照预定规律运行。
例如，恒温器。
1.3 控制系统的稳定性分析控制系统的稳定性是指当系统受到外部干扰时，能够自动恢复到原来的状态。
稳定性分析是控制系统设计中非常重要的一部分。
常用的稳定性分析方法有：（1）根轨迹法：通过绘制根轨迹图来判断系统是否稳定。
（2）Nyquist法：通过绘制Nyquist图来判断系统是否稳定。
（3）Bode法：通过绘制Bode图来判断系统是否稳定。
二、闭环控制实验原理闭环控制实验是一种基于反馈控制原理的实验，旨在让学生了解闭环控制原理和PID调节器的工作方式，并且通过实验操作来加深对自动控制原理的理解和应用。
2.1 实验器材（1）PID调节器（2）电动机（3）温度传感器（4）温度调节仪（5）电源2.2 实验步骤（1）将温度传感器固定在电动机上，并将其连接到PID调节器的输入端口。
（2）将电动机连接到PID调节器的输出端口，并将其接通电源。
自动控制原理之开环控制和闭环控制系统图解机电一体化
自动把握原理之开环把握和闭环把握系统图解 - 机电一体化1：开环把握系统开环把握系统框图开环把握描述：即系统的输出端和输入端之间不存在相反的影响，在自动把握学科中称之为无反馈回路，故把这种系统称之为开环把握系统。
2：人工把握在工业生产过程或生产设备运行中，为了维持正常的工作条件。
往往需要对某些物理量（如温度、压力、流量、液位、电压、位移、转速等）进行把握，使其尽量维持在某个数值四周，或使其按肯定规律变化。
要满足这种需要，就要对生产机械或设备进行准时的操作和把握，以抵消外界的扰动和影响。
这种操作和把握，即可用人工操作完成，又可用自动装置的操作完成，前者称为人工把握或手动把握，后者称为自动把握。
人工把握的过程是：测量→求偏差→把握→再测量→再求偏差→再把握这样一种不断循环的过程。
其把握目的是要尽量减小偏差，使被控量尽可能地保持在期望值四周。
3、闭环把握系统闭环反馈把握系统的基本组成主要有以下几种：(1)给定元件：给出与期望输出对应的输入量。
(2)比较元件：求输入量与反馈量的偏差，常接受集成运算放大器(简称集成运放)来实现。
(3)放大元件：由于偏差信号一般较小，不足以驱动负载，故需要放大元件，包括电压放大及功率放大。
(4)执行元件：直接驱动被控对象，使输出量发生变化。
常用的有电动机、调整阀、液压马达等。
(5)测量元件：检测被控量并转换为所需要的电信号。
在把握系统中常用的有用于速度检测的测速发电机、光电编码盘等；用于位置与角度检测的旋转变压器、自整机等；用于电流检测的互感器及用于温度检测的热电偶等。
这些检测装置一般都将被检测的物理量转换为相应的连续或离散的电压或电流信号。
(6)校正元件：也叫补偿元件，是结构与参数便于调整的元件，以串联或反馈的方式连接在系统中，完成所需的运算功能，以改善系统的性能。
依据在系统中所处的位置不同，可分别称为串联校正原件和反馈校正元件。
自动控制原理三种控制方式
自动控制原理三种控制方式在我们的日常生活中，控制的概念无处不在。
比如说，你早上起床后，先给咖啡机设定好时间，让它准时为你煮一杯热腾腾的咖啡，这就是一种控制；又比如说，开车时，你踩油门加速，踩刹车减速，这同样是控制的一部分。
而在自动控制原理中，有三种主要的控制方式，它们分别是开环控制、闭环控制和自适应控制。
今天，我们就来轻松聊聊这三种控制方式，保证让你明白得透彻，像喝水一样简单！1. 开环控制1.1 概念简介首先，咱们从开环控制开始。
这种方式就像你给咖啡机按了个按钮，之后就不管它了。
它只按照你设定的程序运行，不会去检测实际的效果。
就像你放风筝，虽然风很大，但风筝飞不飞起来就全看运气了。
开环控制的优点是简单、成本低，不需要复杂的反馈系统。
1.2 实际例子想象一下你在家里烤蛋糕。
你把材料准备好，调好温度，放进烤箱，然后设定时间。
这个过程就是真正的开环控制。
你不去管蛋糕到底烤得怎么样，只要信任那个设定好的时间和温度就行。
不过，要是你忘了看时间，蛋糕可就可能变成“焦炭”了！哈哈，开环控制就有这样的风险，结果完全依赖于你一开始设定的参数。
2. 闭环控制2.1 概念简介接下来我们聊聊闭环控制。
这种控制方式就像你在开车时注意路况一样，能根据实际情况进行调整。
闭环控制系统会实时监测输出结果，如果结果跟预期不符，系统会自动调整。
就像你在玩游戏，手柄一抖，角色就会跳，马上按回去，避免掉下悬崖，聪明吧？2.2 实际例子想象你在家里养了一盆植物。
你每天都会观察植物的状态，如果发现叶子发黄，就会适当减少浇水或者调整光照。
这个过程就是闭环控制。
你在根据植物的实际情况不断调整自己的行为，确保它能够健康成长。
闭环控制的好处就是能实时反馈，适应变化，但缺点是需要更多的监测和调整，比较麻烦。
3. 自适应控制3.1 概念简介最后，咱们说说自适应控制。
这是一种更加高级的控制方式，它能根据环境的变化主动调整自己，就像是大海中的航行者，根据风向和潮流来调整帆的角度。
开环控制系统和闭环控制系统的例子
开环控制系统和闭环控制系统的例子
1. 你知道家里面的那种普通电扇吗？它就是开环控制系统的例子呀！你打开开关，它就一直转，完全不管周围温度啥样，只知道傻乎乎地转，这多直接！
2. 哎呀，那些自动贩卖机不也是嘛！你投了币，选择了商品，它就按照设定好的程序给你出货，根本不会因为你的喜好改变而改变，这是典型的开环控制系统呀！
3. 咱再想想，公园里的那种定时喷泉，到点就喷，管它有没有人看呢，可不就是开环控制系统嘛，多么形象！
4. 像空调的温度控制系统就是闭环控制系统啦！它会感知室内温度，热了就制冷，冷了就制热，这多贴心啊，不停地调整来让你舒服！
5. 还有啊，你想想汽车的定速巡航，它能根据车速的实际情况去调整油门，让车保持在设定的速度，这可是闭环控制系统在发挥作用呢！
6. 你家里如果有那种智能扫地机器人，它在清扫的过程中会根据环境去改变路线，避免碰撞，这就是闭环控制系统呀，多厉害！
7. 血压计不也是嘛！它能实时测量你的血压，然后告诉你结果，这就是一个不断反馈和调整的过程，闭环控制系统就在为你的健康服务呢！
8. 很多工厂里的生产线上的自动控制系统也是闭环的呀！它会根据产品的质量情况去调整生产参数，这不就是在努力做到最好吗，就像人一样会自我改进！
9. 智能灌溉系统也挺神奇的哟！它可以根据土壤的湿度来决定要不要浇水，多智能呀，绝对是闭环控制系统的优秀代表呢！
我觉得开环控制系统和闭环控制系统都有各自厉害的地方，在我们生活中真的太重要啦！它们让我们的生活变得更加方便、高效和智能呢！。
开环控制和闭环控制自动控制原理
1、系统组成及各环节作用
电位器：产生电压 可控硅整流电路：
产生直流输出电压U d 电动机：带动负载执行机构 励磁绕组：提供励磁电流
2、工作原理：
U
Rw
Ug
1）该系统中被控量，输入量，对象执行机构等。 2）工作过程。 3）扰动量：对系统输出量产生相反作用的量。
该系统扰动量： ① Mfz；②电流波动；③元件参数变化
三.开环控制与反馈控制的比较
开环 优点 :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。 缺点：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 优点：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以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。
向通路与主反馈通路共同构成主回路。此外，还有局部反馈通路以及由
它构成的内回路。
• 反馈：输出量送回至输入端并与输入信号比较的过程 • 负反馈：反馈的信号是与输入信号相减而使偏差越来越小
3、闭环控制系统的特点
1) 系统输出量对控制作用有直接影响。 2）有反馈环节，并应用反馈减小误差。 3）当出现干扰时，可以自动减弱其影响。 4）系统可能工作不稳定。
～
Ud n
M
—
＋
－
3、系统框图
输入量
控制装置
-
被控对象
输出量
输出量：控制系统的被控量－电机转速n 输入量：影响系统输出的外界输入－给定电压Ug
（给定输入、扰动输入） 控制装置：可控硅整流电路 被控对象：电动机
4、开环控制系统的特点
1）系统输出量对控制作用无影响 2）无反馈环节 3) 出现干扰靠人工消除 4）无法实现高精度控制
日常生活中的开环和闭环控制系统的例子
日常生活中的开环和闭环控制系统的例子开环控制系统和闭环控制系统是控制工程中常用的两种控制方式。
开环控制系统是指输出不受控制系统内部状态的影响，而闭环控制系统是指输出受控制系统内部状态的影响。
下面将从日常生活中的例子来详细介绍这两种控制系统。
1. 音响控制系统：开环控制系统：当我们使用遥控器调节音响音量时，开环控制系统会根据我们的指令直接调节音响的音量，而不会考虑当前音量是否合适。
闭环控制系统：当我们使用有音量调节功能的耳机时，闭环控制系统会通过内置的传感器检测当前的音量，并根据我们的指令调整音量大小，使得输出音量达到我们期望的水平。
2. 温度调节器：开环控制系统：当我们使用普通的电风扇来调节室内温度时，开环控制系统会根据我们的指令调节风扇的风速，但无法感知室内温度是否达到我们期望的温度。
闭环控制系统：当我们使用具有温度传感器的空调来调节室内温度时，闭环控制系统会通过感知室内温度，并根据我们的指令调整制冷或制热模式，从而使得室内温度稳定在我们期望的范围内。
3. 洗衣机：开环控制系统：当我们使用普通的洗衣机洗衣服时，开环控制系统会按照我们的指令进行洗涤和漂洗等操作，但无法感知衣物的清洁程度。
闭环控制系统：当我们使用具有传感器的智能洗衣机时，闭环控制系统会通过感知洗涤水的浑浊度来判断衣物的清洁程度，并根据我们的指令调整洗涤和漂洗的次数，从而使得洗衣效果更好。
4. 自动灯控系统：开环控制系统：当我们手动控制灯的开关时，开环控制系统会根据我们的指令直接打开或关闭灯，而不会考虑当前环境的亮度。
闭环控制系统：当我们使用具有光敏传感器的自动灯控系统时，闭环控制系统会通过感知环境的亮度，并根据我们的指令调整灯的亮度，使得室内光照始终保持在一个合适的水平。
5. 汽车巡航控制系统：开环控制系统：当我们在高速公路上使用定速巡航功能时，开环控制系统会根据我们的指令维持车辆的恒定速度，而不会考虑前方交通情况。
闭环控制系统：当我们使用具有雷达传感器的自适应巡航控制系统时，闭环控制系统会通过感知前方车辆的距离和速度，并根据我们的指令调整车辆的速度，以保持与前车的安全距离。
自动控制原理概述及开闭环实例分析
自动控制原理概述及开闭环实例分析摘要本文简单介绍了自动控制的基本原理和发展概况，并从开环控制和闭环控制两方面对自动控制原理进行了详细介绍。
列举了开环控制和闭环控制的几个实例，结合实例分析了开环控制和闭环的优缺点，并对两种控制方式进行了对比。
关键词：自动控制、基本原理、开环、闭环1自动控制基本原理及发展概述所谓的自动控制，就是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备(称为控制器)操作被控对象（如机器、设备或生产过程）的某个状态或参数（称为被控量），使其按预先设定的规律自动运行。
一般情况下自动控制理论的发展过程可以分为以下三个阶段：1.1经典控制理论时期时间为20世纪40-60年代，经典控制理论主要是解决单输入单输出问题，主要采用以传递函数、频率特性、根轨迹为基础的频域分析方法。
此阶段所研究的系统大多是线性定常系统，对非线性系统，分析时采用的相平面法一般不超过两个变量。
1.2现代控制理论时期时间为20世纪60-70年代，这个时期由于计算机的飞速发展，推动了空间技术的发展。
经典控制理论中的高阶常微分方程可以转化为一阶微分方程组，用以描述系统的动态过程，这种方法可以解决多输入多输出问题，系统既可以是线性的、定常的，也可以是非线性的、时变的。
1.3大系统理论、智能控制理论时期时间为20世纪70年代末至今，控制理论向着“大系统理论”和“智能控制”方向发展。
“大系统理论”是用控制和信息的观点，研究各种大系统的结构方案、总体设计中的分解方法和协调等问题的技术理论基础。
而“智能控制”是研究与模拟人类智能活动及其控制与信息传递过程的规律，研究具有某些仿人智能的工程控制与信息处理系统。
2自动控制系统分类按照控制方式和策略，系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。
2.1开环控制系统开环控制系统是一种简单的控制系统，在控制器和控制对象间只有正向控制作用，系统的输出量不会对控制器产生任何影响，如图1所示。
在该类控制系统中，对于每一个输入量，就有一个与之对应的工作状态和输出量，系统的精度仅取决于元件的精度和执行机构的调整精度。
自动控制原理开环增益与闭环增益的
开环增益与闭环增益的基本原理1. 自动控制系统概述自动控制是一种通过测量并比较被控对象的输出与期望输出来实现对被控对象的控制的过程。
当输出不符合期望时，控制器会对输入发出调节信号，以使输出趋近于期望值。
自动控制系统可以分为开环控制系统和闭环控制系统。
2. 开环控制系统在开环控制系统中，控制器输出信号不依赖于被控对象的实际输出情况。
开环控制系统的输出信号仅根据输入信号进行调整，无法对被控对象的实际输出进行反馈调节。
开环控制系统的特点是简单、实时性强，但对被控对象变化不敏感，容易受到外部干扰的影响。
开环控制系统主要用于对被控对象的特性已经非常清楚，且外部干扰影响较小的情况下进行控制。
3. 开环增益开环增益是指开环控制系统中输入与输出的关系。
它表示了系统输出与输入之间的比例关系。
开环增益越大，表示输入对输出的影响越大。
以一个简单的电路为例，开环增益可以表示为输入电压与输出电压之间的比例关系。
如果输入电压为Vin，输出电压为Vout，开环增益可以表示为开环增益K乘以输入电压Vin，即Vout = K * Vin。
开环增益K可以通过电路的参数来确定，例如放大器的放大倍数。
4. 闭环控制系统闭环控制系统通过对被控对象的输出进行反馈，实现对输出进行调节，使其趋近于期望值。
与开环控制系统相比，闭环控制系统具有更高的精度和稳定性，能够对被控对象的实际输出进行监测和调整。
闭环控制系统的特点是反馈环节可以提高系统的鲁棒性，减小外部干扰的影响，但系统复杂度较高。
闭环控制系统的基本组成部分包括被控对象、传感器、控制器和执行器。
被控对象是需要被控制的物理系统，传感器用于测量被控对象的输出，控制器根据测量结果计算控制信号，执行器根据控制信号对被控对象进行控制。
5. 闭环增益闭环增益是指闭环控制系统中输出与输入之间的比例关系。
闭环增益不仅取决于开环增益，还取决于反馈环节对输入进行调节的能力。
闭环增益可以表示为输出与输入之间的比例关系，即输出与输入的比值。
自动控制的应用案例及原理
自动控制的应用案例及原理1. 引言自动控制是指利用装置或系统自身的反馈信息来实现对某一过程或系统的自动调节和控制。
在现代化的社会中，自动控制已经广泛应用于各个领域，包括工业生产、交通运输、房屋安全等等。
本文将介绍几个自动控制的应用案例，并解析其原理和工作方式。
2. 水位控制系统2.1 案例描述水位控制系统广泛应用于水库、水处理厂和家庭水池等地方。
以水库为例，当水位过高时，系统将自动开启闸门进行排水，当水位过低时，系统将自动关闭闸门。
这样可以保持水位在一个安全范围内，避免水库溢出或用水不足的问题。
2.2 工作原理水位控制系统主要由水位传感器、执行器和控制器构成。
水位传感器用于测量水位高度，将测量结果传送给控制器。
控制器根据预设的水位范围，判断当前水位是否过高或过低，并通过执行器来控制闸门的开闭。
当水位超过预设上限时，控制器发送信号给执行器，使其自动开启闸门；当水位低于预设下限时，控制器发送信号给执行器，使其自动关闭闸门。
2.3 实现效果水位控制系统能够稳定地控制水位在一个安全范围内，保证水库的正常运行。
同时，该系统具有自动化、高效率和低成本的特点，极大地提高了水库管理的便利性和安全性。
3. 温度控制系统3.1 案例描述温度控制系统广泛应用于家庭中的空调、恒温器和实验室中的恒温箱等设备。
以家庭空调为例，当室内温度超过设定值时，空调自动开启并调节温度，当温度达到设定值时，空调自动关闭。
3.2 工作原理温度控制系统主要由温度传感器、控制器和执行器组成。
温度传感器用于检测室内温度，并将实时温度信息传送给控制器。
控制器根据设定的温度阈值，判断当前温度是否超过设定值，并通过执行器来控制空调的开闭。
当温度超过设定值时，控制器发送信号给执行器，使其自动开启空调；当温度达到设定值时，控制器发送信号给执行器，使其自动关闭空调。
3.3 实现效果温度控制系统能够自动调节室内温度，提供舒适的居住环境。
该系统具有智能化、节能高效和用户友好的特点，满足了人们日常生活和工作中对温度控制的需求。
自动控制原理
1.1开环控制系统与闭环控制系统开环控制：只有输入量对输出量产生控制作用，而没有输出量参与对系统的控制；开环控制的结构特点，决定了它不具备抗干扰的能力。
闭环控制：在开环控制基础上引入人工干预过程演变而来，操作人员的关键性作用是使得系统的输出量参与了系统的控制。
（人工闭环控制）闭环控制：系统是把输出量直接（或间接）地反馈到输入端形成闭环，使得输出量参与系统的控制，所以称为闭环控制系统（自动闭环控制）例：可逆伺服电动机M，测速发电机TG。
开环和闭环系统的特点：1、在开环控制系统和闭环控制，输入量和输出量都存在一一对应关系。
2、在开环控制系统中，只有输入量对输出量产生控制作用。
3、从控制结构上看，只有从输入端到输出端的信号传递通道，该通道称为正向通道。
4、从控制结构上看，除正向通道外，还必须有人输出端到输入端的信号传递通道，使输出信号也参与控制作用，该通道称为反向通道。
闭环控制系统就是由正向通道和反向通道组成的。
5、为检测偏差，必须直接或间接地检测出输出量，并将其变换为与输入量相同的物理量，以便与给定量相比较，得出偏差信号。
所以闭环控制系统必须有检测环节、给定环节和比较环节。
6、闭环控制系统是利用编差作为控制信号来纠正编差的，因此系统中必须具有执行纠正偏差这一任务的执行机构。
7、闭环控制系统广泛的应用于各工业部门，例如加热炉和锅炉的温度控制，轧钢厂主传动和辅助传动的速度控制、位置控制等。
1.2 闭环控制系统的组成和基本环节1－给定环节；2－比较环节；3－校正环节；4－放大环节；5－执行机构6－被控对象；7－检测装置控制系统结构图1、控制对象或调节对象2、执行机构3、检测装置或传感器4、给定环节5、比较环节6、中间环节。
闭环控制系统的例子及工作原理
闭环控制系统的例子及工作原理1. 家里的空调不就是一个闭环控制系统嘛！它就像一个勤劳的小管家，时刻感知着室内的温度。
工作原理呢，就是温度传感器检测到室内温度过高或过低，然后把信息传给控制系统，控制系统就下达指令给空调，让它制冷或制热啦，直到室内温度达到设定的舒适范围。
哎呀，真的是太方便了！2. 你看那自动驾驶的汽车，这也是超级酷的闭环控制系统的例子哟！它仿佛是一个聪明的司机，不断接收着各种信息，比如路况、车速啥的。
它的工作原理是通过各种传感器收集数据，再经过计算和分析，然后操控汽车的行动，让车子在路上稳稳地行驶，这难道不神奇吗？3. 咱天天用的电饭煲也有闭环控制系统呀！它就像一个贴心的厨师。
当它检测到饭已经煮好了，就会自动切换到保温模式，这工作原理不就是通过温度传感器来感知嘛，然后控制系统来做出反应，是不是很厉害？4. 厂里的那些自动化生产设备不也是吗？它们就如同不知疲倦的工人在努力工作着。
它们利用各种传感器来监控生产过程中的参数，然后根据设定来进行调整，保证生产的质量和效率，这闭环控制系统可真是大功臣啊！5. 你想想，家里的智能马桶也是哦！它可以根据你的使用习惯来调整水温、冲洗力度啥的，多棒呀！它的工作原理就是靠传感器来了解你的需求，然后智能系统来执行指令，哇，真的太贴心啦！6. 大型冷库的温度控制系统也是典型的闭环控制系统呢！它就像是一个严谨的守护者，时刻保卫着冷库的温度。
通过温度传感器和控制系统的紧密配合，让冷库始终保持在需要的低温状态，这作用可大了去了！7. 还有那水族馆的水质控制系统呀，也是很重要的闭环控制系统！就好像一个细心的管理员，确保鱼儿们生活在良好的水质环境中。
利用各种传感器监测水质参数，然后系统做出相应的处理，让水一直干净清澈，这多牛啊！总之，闭环控制系统无处不在，给我们的生活带来了超多的便利和好处！。
生活中开环闭环控制例子及工作原理
生活中开环闭环控制例子及工作原理
1. 咱就说家里的空调，这就是个闭环控制的典型例子呀！它根据你设定的温度来工作，温度高了就制冷，温度低了就停止，一直保持室内温度稳定呢。
原理不就像是个特别负责的小管家嘛，时刻监控着温度，努力让一切都恰到好处！
2. 嘿，你想想看，电饭煲也是呢！它能自动跳闸保温，这就是个开环控制呀！它按照设定好的程序工作，煮到一定程度就执行下一步，就跟个很有规划的大厨似的，有条不紊！
3. 还有啊，自动灌溉系统，哇塞，这多棒啊！它可以根据土壤湿度来决定是否浇水，这可是闭环控制哦。
这不就像一个很贴心的园丁，对植物照顾得无微不至嘛！
4. 咱每天骑的电动车的速度控制系统，也是个例子呀！你拧把手加速，它就响应，这是开环控制呢。
就像一个听你指挥的小跟班，让它快就快！
5. 那烤箱呢，设定好温度和时间，它就乖乖工作，这也是开环控制呀。
简直就是个靠谱的小助手，不会乱来！
6. 你们说，太阳能热水器是不是呀！它根据阳光来加热水，这就是一种简单的闭环控制呀。
多神奇，就像太阳公公和热水器之间有默契一样！
7. 自动门也很有意思呀，有人靠近就打开，人走了就关上，这就是开环控制呢。
就如同一个懂礼貌的门童，热情地迎接和送别！
8. 洗衣机的洗涤过程，设定好模式它就干，这是开环控制嘛。
它就像一个勤劳的洗衣工，认真完成任务！
9. 家里的智能灯也是哦，你说开它就亮，这明显就是开环控制呀。
感觉就像是你一声令下，它立马执行的小兵呢！
总之啊，生活中到处都是这样的例子，这些开环闭环控制让我们的生活变得方便又智能，多好呀！。
开环控制系统和闭环控制系统区别及相关实例.docx
开环控制系统：不将控制的结果反馈回来影响当前控制的系统举例：打开灯的开关——按下开关后的一瞬间，控制活动已经结束，灯是否亮起以对按开关的这个活动没有影响；3、宾馆自动门控制系统控制量闭环控制系统：可以将控制的结果反馈回来与希望值比较，并根据它们的误差调整控制作用的系统输入量控制器执行器被控对象举例：调节水龙头——首先在头脑中对水流有一个期望的流量，水龙头打开后由眼睛观察现（人热辐射有的流量大小与期望值进行比较，并不断的用手进行调节形成一个反馈闭环控制；骑自行车——4、楼道自动声控灯装置同理不断的修正行进的方向与速度形成闭环控制控制量开环闭环的区别：1、有无反馈； 2 、是否对当前控制起作用。
开环控制一般是在瞬间就完成输入量控制器执行器被控对象的控制活动，闭环控制一定会持续一定的时间，可以借此判断。
手动控制系统：必须在人的直接干预下才能完成控制任务的系统自动控制系统：不需要有人干预就可按照期望规律或预定程序运行的控制系统5、游泳池定时注水控制系统控制量判断：骑自行车——人工闭环系统，导弹——自动闭环系统，人打开灯——人工开环系统，自动门、自动路灯——自动开环系统输入量控制器执行器被控对象开环控制系统方框图19 例开环控制系统的方框图：6、十字路口的红绿灯定时控制系统控制量控制量输入量控制器执行器被控对象输出量输入量控制器执行器被控对象1、水泵抽水控制系统控制量7、公园音乐喷泉自动控制系统控制量输入量控制器执行器被控对象输出量输入量控制器执行器被控对象2、家用窗帘自动控制系统控制量8、自动升旗控制系统控制量输入量控制器执行器被控对象输出量输入量控制器执行器被控对象输出量输出量输出量输出量输出量输出量9、宾馆火灾自动报警系统控制量输入量控制器执行器被控对象10、宾馆自动叫醒服务系统控制量输入量控制器执行器被控对象11、活动猴控制系统控制量输入量控制器执行器被控对象控制量12、公共汽车车门开关控制系统（压缩空输入量控制器执行器被控对象13、家用缝纫机缝纫速度控制系统控制量输入量控制器执行器被控对象输出量输出量输出量（猴的动作输出量（车门的输出量14、普通电风扇控制系统控制量输入量控制器执行器被控对象15、普通全自动洗衣机控制系统控制量输入量控制器执行器被控对象控制量16、手电筒控制装置输入量控制器执行器被控对象17、宾馆自动门加装压力传感器防意外事故自动控制系统控制量输入量控制器执行器被控对象（压力传感器是否测到18、可调光台灯控制系统控制量输入量控制器执行器被控对象输出量输出量输出量输出量输出量19、电吹风控制系统控制量输入量控制器执行器被控对象输出量2、供水水箱的水位自动控制系统比较器控制器给定量（机械或电闭环控制系统方框图12 例闭环控制系统的方框图：比较器控制量给定量被控量控制器执行器被控对象3、加热炉的温度自动控制系统检测装置比较器给定量控制器（电子或微1、投篮控制量比较器给定量控制器执行器被控对象被控量控制量执行器被控对象被控量检测装置控制量执行器被控对象被控量检测装置检测装置4、抽水马桶的自动控制系统比较器给定量控制器5、花房温度控制系统比较器给定量控制器6、夏天房间温度控制系统比较器给定量控制器控制量执行器被控对象检测装置控制量（制冷制执行器被控对象（加热或检测装置控制量执行器被控对象被控量被控量被控量7、家用电饭锅保温控制系统比较器给定量控制器8、家用电冰箱温度控制系统比较器给定量控制器控制量（加热被控量执行器被控对象（电饭锅温检测装置控制量被控执行器被控对象（冰箱检测装置检测装置（房内实9、宾馆使用多台热水器串联电辅助加热自动控制系统控制量比较器给定量控制器执行器被控对象被控量检测装置装置10、粮库温、湿度自动控制系统比较器给定量控制器（设定的11、自动电热水壶控制系统比较器给定量控制器控制量执行器被控对象被控量（降温除湿装置）（粮库内检测装置控制量执行器被控对象被控量检测装置。
开环控制和闭环控制的例子
开环控制和闭环控制的例子
1 开环控制
开环控制是一种应用数学、物理和控制理论的控制系统，以实现
设备、机械设备和一般过程的设计和控制，这就要求被控对象可以按
照系统预设的参数变化。
精确的控制是关键，关键因素是系统通过检
测被控对象状态而反馈给控制装置的参数的变化，使控制系统稳定可靠。
开环控制一般不需要反馈，可以通过控制系统的程序和参数来控
制被控对象。
常见的开环控制有恒压控制、恒流控制、燃油比控制等，常见的应用包括电路调速、投屏系统、机器人控制等，例如电路调速
应用，在控制电机的转速时，通过调整控制电路的频率就可以控制电
机的转速，这就是一种开环控制。
2 闭环控制
闭环控制是一种可以检测被控对象的状态，通过反馈给控制系统
的信号，再通过控制装置调整控制变量，促使系统达到所需的目标或
控制对象满足预期约束的控制系统。
相较于开环控制，闭环控制系统
可以拥有强大的精确控制能力，在工程中得到广泛的使用。
常见的闭环控制有PID控制、积分环节控制等，它们用于抗干涉，抗扰动及平稳性等特点，广泛应用在机器人控制、预订议件跟踪控制、温度控制、电动机调速等。
例如温度控制，精确控制温度是很重要的，
在采用PID控制的情况下，只要反馈给控制器的温度差值达到目标值，就可以实现温度的控制，这就是一种闭环控制。
总的来说，开环控制与闭环控制可以为控制系统提供高精度的控制，而开环控制仅仅需要外输入参数而不需要被控对象本身的反馈，
而闭环控制侧重于精确控制，系统会及时根据被控对象的参数变化而
调整系统参数，从而有效锁定系统的性能和目标性能。
自动控制原理与应用
自动控制原理与应用自动控制是一门研究如何通过设备或系统，以反馈信息为基础，自动地实现控制目标的技术与方法。
它广泛应用于工业自动化、交通运输、家庭电器等多个领域，大大提高了生产效率和生活质量。
本文将探讨自动控制的原理及其在实际应用中的一些例子。
一、自动控制原理1. 反馈控制原理自动控制的核心原理是反馈控制。
通过传感器采集系统输入和输出的信息，经过比较与分析后，控制器根据设定的目标和规则，对执行机构进行控制，使系统输出接近或达到期望值。
这种反馈控制能够使系统具有稳定性和适应性，对于不确定性和干扰具有较强的抵抗能力。
2. 控制器的设计与优化在自动控制系统中，控制器是核心部件。
控制器的设计与优化旨在提高系统的控制性能。
常见的控制器包括比例控制器、积分控制器和微分控制器，它们根据不同的控制需求，通过对输入信号进行加权和调整，来实现对输出信号的精确控制。
3. 开环控制与闭环控制在自动控制中，可以采用开环控制或闭环控制两种方式。
开环控制只根据输入信号进行系统的控制，无法对输出信号进行实时的监测和调整；而闭环控制则通过反馈信号实现对输出信号的监测和调整，具有更高的控制精度和稳定性。
二、自动控制的应用1. 工业自动化工业自动化是自动控制最广泛的应用领域之一。
通过在生产线上设置传感器、执行机构和控制器，能够实现对生产流程的自动控制和调节。
例如，在汽车制造过程中，自动控制系统可以对汽车的组装、焊接、油漆等关键步骤进行精确控制，提高生产效率和产品质量。
2. 交通运输交通运输领域也广泛应用自动控制技术。
交通信号灯就是一种常见的自动控制系统，通过感知车流量和行人需求，自动调整交通信号的灯光，指挥交通流动。
此外，自动驾驶技术也是交通运输领域的研究热点，通过激光雷达、摄像头等设备感知周围环境，并配合智能算法进行精确操作，实现车辆的自主驾驶。
3. 家庭电器家庭电器中的智能化控制系统也属于自动控制的范畴。
例如，智能家居系统可以通过传感器感知居民的行为和需求，自动调节照明、空调、窗帘等设备，提供舒适和节能的生活环境。
开环控制举例和原理
开环控制举例和原理今天来聊聊开环控制举例和原理，这可是个挺有趣的话题呢。
咱们先从生活中的一个例子说起吧。
就拿我们家里用的普通电烤箱来说。
你把温度调到200摄氏度，然后启动烤箱，它就开始按照设定的温度工作。
这个电烤箱并不知道烤箱里面实际的温度是不是真的达到了200度，它只会按照你设定好的程序一直加热。
这就是一个开环控制的例子。
那开环控制的原理是啥呢？简单来说，开环控制就是一种单向的控制过程。
就好像你给一个机器人下达了一个前进10米的指令，机器人就只管按照这个指令往前走，它不会去管路上是不是有障碍，也不会去管自己是不是真的走了10米，就这么一直走下去。
从原理层面来讲，在开环控制系统里面，没有反馈机制。
这是它和闭环控制最大的区别。
打个比方，就像射箭。
你拉开弓，朝着一个方向射箭，箭射出去就不管它是射中靶心还是歪到哪里去了，这就是开环的一个思路，没有对结果进行测量并且依据测量结果来调整行为。
有意思的是，我们生活中还有很多这样的开环控制例子。
比如说，定时浇水的喷灌器。
你在它上面设定好了每天浇水的时间和浇水量，到了时间它就喷水，它可不管土壤到底需不需要这么多水，是不是已经有水洼积水了。
说到这里，你可能会问，这种开环控制看起来不太智能啊，那它有什么实用价值呢？其实啊，开环控制虽然简单，但是成本低、结构简单呀。
像我们前面说的电烤箱、定时喷灌器，对于一些不是特别需要高精度控制的场景，开环控制就完全够用了。
老实说，我一开始也不太明白开环为什么这么“直来直往”，后来研究了一些控制理论才明白，其实在很多情况下，简单就是好。
比如说在工业生产中的一些粗放型加工程序，只需要按照固定的模式去操作，开环控制就能很好地完成任务。
这里我要给大家解释一个专业术语，所谓的“反馈机制”，就是在控制系统里，系统能根据输出的结果，反过来调整输入或者控制过程的一种机制。
闭环系统就有这个，而开环系统没有。
但是我们也要注意，使用开环控制时，由于没有反馈调整，如果初始设置或者过程中有偏差，就会一直按照错误的路径走下去。
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自动控制原理概述及开闭环实例分析
摘要
本文简单介绍了自动控制的基本原理和发展概况，并从开环控制和闭环控制两方面对自动控制原理进行了详细介绍。
列举了开环控制和闭环控制的几个实例，结合实例分析了开环控制和闭环的优缺点，并对两种控制方式进行了对比。
关键词：自动控制、基本原理、开环、闭环
1自动控制基本原理及发展概述
所谓的自动控制，就是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备(称为控制器)操作被控对象（如机器、设备或生产过程）的某个状态或参数（称为被控量），使其按预先设定的规律自动运行。
一般情况下自动控制理论的发展过程可以分为以下三个阶段：
1.1经典控制理论时期
时间为20世纪40-60年代，经典控制理论主要是解决单输入单输出问题，主要采用以传递函数、频率特性、根轨迹为基础的频域分析方法。
此阶段所研究的系统大多是线性定常系统，对非线性系统，分析时采用的相平面法一般不超过两个变量。
1.2现代控制理论时期
时间为20世纪60-70年代，这个时期由于计算机的飞速发展，推动了空间技术的发展。
经典控制理论中的高阶常微分方程可以转化为一阶微分方程组，用以描述系统的动态过程，这种方法可以解决多输入多输出问题，系统既可以是线性的、定常的，也可以是非线性的、时变的。
1.3大系统理论、智能控制理论时期
时间为20世纪70年代末至今，控制理论向着“大系统理论”和“智能控制”方向发展。
“大系统理论”是用控制和信息的观点，研究各种大系统的结构方案、总体设计中的分解方法和协调等问题的技术理论基础。
而“智能控制”是研究与模拟人类智能活动及其控制与信息传递过程的规律，研究具有某些仿人智能的工程控制与信息处理系统。
2自动控制系统分类
按照控制方式和策略，系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。
2.1开环控制系统
开环控制系统是一种简单的控制系统，在控制器和控制对象间只有正向控制作用，系统的输出量不会对控制器产生任何影响，如图1所示。
在该类控制系统中，对于每一个输入量，就有一个与之对应的工作状态和输出量，系统的精度仅取决于元件的精度和执行机构的调整精度。
输入量控制量输出量
控制器控制对象
图1 开环控制系统
2.2闭环控制系统
闭环控制系统指的是系统输出量对控制作用有直接影响的一类控制系统。
在闭环控制系统中，需要对系统输出不断地进行测量、变换并反馈到系统的控制端与参考输入信号进行比较，产生偏差信号，实现按差别控制。
因此闭环控制又称为反馈控制，其控制结构如图2所示。
3 开环与闭环控制实例及优缺点分析
3.1开环控制
以走道路灯的声光控制系统为例，研究开环控制系统的特性。
声光自动控制白炽灯开关的基本工作原理如下：白天或夜晚光线较亮时，光控部分将开关自动关断，声控部分不起作用。
当光线较暗时，光控部分将开关自动打开，负载电路的通断受控于声控部分。
电路是否接通，取决于声音信号强度。
当声强达到一定程度时，电路自动接通，点亮白炽灯，并开始延时，延时时间到，开关自动关断，等待下一次声音信号触发。
这样，通过对环境声光信号的检测与处理，完成电路通断的自动开关控制。
其声控部分的参考框图如图3所示：
3.2闭环控制 以先进的汽车控制技术为例，研究汽车的纵向控制和横向控制。
3.2.1汽车的纵向控制
纵向控制是在行车速度方向上的控制，即车速以及本车与前后车或障碍物距离的自动控制。
巡航控制就是一种纵向控制。
这类控制问题可归结为对发动机输出和刹车的控制。
各种发动机模型、汽车运行模型和刹车过程模型与不同的控制器算法结合，构成了各种各样的纵向控制模式，典型结构如图4所示。
控制器 控制对象 偏差量 控制量 输出量 图2 闭环控制系统
反馈装置
输入量 刹车控制 刹车系统 车速 图4 纵向控制基本结构
发动机控制 发动机
传感器
车距 车 辆 控制器 设定目标 传动系 \灭 图3声控开环方框图 声—电传感器 走道灯 有\无声音 触点延时开关
汽车的纵向控制系统包括传动闭环控制和刹车闭环控制。
在传动闭环控制系统中，输入量为设定的车速；通过控制器，将输入量转换成控制量对发动机进行控制；通过调节节气门开度和发动机的转速，输出合适的车速；将输出的车速通过传感器反馈到控制器，与设定的车速进行比较，使输出车速按照输入车速进行变化。
刹车闭环控制的原理和传动闭环控制相似。
3.2.2汽车的横向控制
横向控制指垂直于运动方向上的控制，对于汽车也就是转向控制。
典型结构如图5所示。
汽车的横向控制系统是闭环控制，目标是控制汽车自动保持期望的行车路线，并在不同的车速、载荷、风阻、路况下有很好的乘坐舒适性，因此输入量为设定的行车路线；通过控制单元，将输入量转换成控制量对汽车的执行机构进行控制；输出量为偏移和偏移角；将偏移和偏移角通过姿态传感器反馈到控制单元，与输入量进行比较，使输出量按照输入量进行变化。
3.3开环与闭环控制优缺点分析
3.3.1开环与闭环控制系统的优缺点
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。
3.3.2开环与闭环控制系统的优缺点比较
主要从三方面比较：
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。
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。
闭环控制的优点是充分发挥了反馈的重要作用，排除了难以预料或不确定的因素，使校正行动更准确，更有力。
但它缺乏开环控制的那种预防性，如在控制过程中造成不利的后果才采取纠正措施。
因此，一般广泛应用于对外界环境要求比较高、高精度场合。
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。
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。
偏移 图5 横向控制基本结构 控制单元 执行机构 姿态传感器
偏转角 车 辆 控制目标 转向系统 偏移 偏转角。