开环控制、半闭环控制、闭环控制
自动控制系统中的开环与闭环控制
自动控制系统中的开环与闭环控制自动控制系统是一个由传感器、控制器和执行器组成的系统，用于监测和调节特定过程的运行。
在自动控制系统中，开环控制和闭环控制是两种常见的控制策略。
本文将介绍开环控制和闭环控制的基本概念、原理和应用。
一、开环控制开环控制是一种基本的控制策略，它的原理是根据已知输入和系统的数学模型来预测输出，并通过适当的控制手段实现所需的输出。
在开环控制中，控制器不会根据实际输出对控制进行调整。
因此，开环控制对外部干扰和系统参数变化是非常敏感的。
开环控制适用于稳定过程和可预测的环境。
一些常见的开环控制的应用包括恒温控制器和定时器等。
例如，当我们使用微波炉加热食物时，设置加热时间和功率，微波炉会按照我们的设定进行加热，而不会根据食物的实际温度调整加热功率。
开环控制的主要优点是简单易实现，适用于某些特定的稳定过程。
然而，它的缺点是对于系统参数的变化和外部干扰非常敏感，容易导致输出偏差。
二、闭环控制闭环控制是一种根据实际输出调整控制的策略。
在闭环控制中，系统会通过传感器实时监测实际输出，并与期望输出进行比较。
根据比较结果，控制器会相应地调整控制信号，以实现期望输出。
闭环控制包括反馈环节和控制环节。
反馈环节负责收集实际输出信息，并将其与期望输出进行比较。
控制环节根据比较结果生成控制信号，并将其发送给执行器，以调整系统的行为。
闭环控制在很多自动控制系统中得到广泛应用。
例如，汽车的巡航控制系统利用车速传感器和目标速度设定来实现自动控制。
系统会不断监测车速，并根据设定目标速度调整油门位置，以使车辆保持稳定的速度。
闭环控制的优点是对于系统参数的变化和外部干扰具有一定的鲁棒性，可以实现更精确的控制。
然而，闭环控制系统的设计和调试相对较复杂，需要考虑传感器的准确性、控制器的稳定性等因素。
结论开环控制和闭环控制是自动控制系统中常见的两种控制策略。
开环控制简单易实现，但对于系统参数的变化和外部干扰非常敏感。
闭环控制可以根据实际输出进行调整，具有较好的鲁棒性和控制精度。
步进电机控制方法
步进电机控制方法步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移的执行器，广泛应用于打印机、数控机床、纺织机械、包装设备等自动控制系统中。
步进电机控制方法的选择对于系统的性能和稳定性具有重要影响，下面将介绍几种常见的步进电机控制方法。
1. 开环控制。
开环控制是最简单的步进电机控制方法之一，通过给步进电机施加一定的脉冲信号来控制其旋转角度。
这种方法简单直接，但无法对步进电机的运动状态进行实时监测和调整，容易出现失步现象，适用于对精度要求不高的场合。
2. 半闭环控制。
半闭环控制是在开环控制的基础上增加了位置传感器反馈的控制方法。
通过位置传感器实时监测步进电机的位置，将反馈信息与设定值进行比较，从而实现对步进电机位置的闭环控制。
这种方法相比于开环控制能够更好地提高系统的稳定性和精度，但仍然存在一定的失步风险。
3. 闭环控制。
闭环控制是最为精确的步进电机控制方法，通过在步进电机上增加编码器等位置传感器，实时反馈步进电机的位置信息，并对其进行精确控制。
闭环控制能够及时调整步进电机的运动状态，减小失步风险，提高系统的稳定性和精度，适用于对位置精度要求较高的场合。
4. 微步进控制。
微步进控制是一种通过改变步进电机相序激励方式，使步进电机在每个步距内分成多个微步距的控制方法。
微步进控制能够提高步进电机的分辨率，减小振动和噪音，提高系统的平稳性和精度，适用于对步进电机运动要求较高的场合。
总结。
在实际应用中，步进电机控制方法的选择应根据具体的控制要求和系统性能需求来确定。
不同的控制方法各有特点，开环控制简单直接，但精度较低；半闭环控制提高了系统的稳定性和精度，但仍存在失步风险；闭环控制精度最高，但成本较高。
微步进控制能够提高步进电机的平稳性和分辨率，但相应的控制电路较为复杂。
因此，在选择步进电机控制方法时，需要综合考虑系统的实际需求和成本因素，选择最合适的控制方法来实现系统的稳定运行和高精度控制。
机器人的运动控制
机器人的运动控制机器人一直以来都是技术领域的热门话题，它在工业生产、医疗护理、军事防务等领域发挥着重要的作用。
而机器人的运动控制是使机器人能够灵活、精准地进行各种动作的关键技术。
本文将介绍机器人的运动控制原理以及常见的运动控制方法。
一、机器人运动控制的原理机器人运动控制的核心在于通过控制机器人的关节或执行器的运动，实现机器人的姿态和位置控制。
机器人的运动可分为直线运动和旋转运动两个方面。
1. 直线运动直线运动是指机器人沿直线轨迹运动，例如机器人前进和后退。
直线运动的控制依赖于机器人的驱动装置。
在一般情况下，机器人的直线运动可以由电机、液压装置或气动装置来实现。
通过控制这些装置的运动，从而控制机器人的直线位移。
2. 旋转运动旋转运动是指机器人绕固定点或固定轴旋转的运动。
例如机器人的转体关节可以实现机器人的绕某个轴线旋转。
旋转运动的控制依赖于机器人的驱动器件，如电机、减速器等。
通过控制这些器件的运动，从而控制机器人的旋转角度。
二、机器人运动控制的方法机器人的运动控制有多种方法，下面主要介绍几种常见的运动控制方法。
1. 开环控制开环控制是指在执行动作前，通过预设参数直接控制机器人的运动。
这种方法的优点是简单直接，但精度较低，不能对外界干扰进行实时补偿。
因此，开环控制多用于一些对运动精度要求不高的应用，如简单加工、搬运等。
2. 闭环控制闭环控制是指通过传感器实时监测机器人的运动状态，并根据反馈信号对运动进行修正。
闭环控制的优点是能够及时响应外界干扰，提高运动的精度和稳定性。
它适用于对运动精度要求较高的应用，如自主导航、精密装配等。
3. 跟踪控制跟踪控制是指机器人通过跟踪预先设定好的轨迹，控制机器人沿轨迹运动。
跟踪控制通常需要借助视觉传感器或者激光雷达等设备来实时感知机器人与轨迹的位置关系，并通过控制算法来使机器人运动轨迹与预设轨迹保持一致。
跟踪控制广泛应用于机器人的路径规划、运动规划等领域。
4. 自适应控制自适应控制是指机器人根据不同工作环境和任务的需求，自动调整运动控制策略以达到最佳效果。
闭环控制系统名词解释
闭环控制系统名词解释1.闭环控制：闭环控制是控制论中的一个基本概念，它指的是控制系统的一种类型，其中控制器的输出会直接影响系统的输入，形成一个封闭的环路。
在闭环控制系统中，控制器的输出会通过执行器作用于被控对象，同时被控对象的输出会被检测器检测并反馈给控制器，形成一个闭环的反馈机制。
2.开环与闭环：开环控制系统指的是控制器的输出并不会直接作用于被控对象，而是通过其他方式影响被控对象的输入。
在开环控制系统中，控制器的输出和被控对象的输入之间并没有形成直接的反馈机制。
相比之下，闭环控制系统具有更好的稳定性和动态性能，因为它们可以通过负反馈来自动调节系统的输出。
3.负反馈：负反馈是闭环控制系统中常见的一种反馈机制，它指的是检测器的输出与控制器的输入反向变化的一种反馈方式。
在负反馈系统中，如果被控对象的输出偏离了预设值，检测器会检测到这个偏差并将其反馈给控制器，控制器会根据偏差的大小和方向调整其输出，使被控对象的输出回到预设值。
负反馈可以提高系统的稳定性和动态性能。
4.正反馈：正反馈是相对于负反馈而言的，它指的是检测器的输出与控制器的输入同向变化的一种反馈方式。
在正反馈系统中，如果被控对象的输出偏离了预设值，检测器会检测到这个偏差并将其反馈给控制器，控制器会根据偏差的大小和方向调整其输出，使被控对象的输出更加偏离预设值。
正反馈通常会导致系统的不稳定和振荡。
5.控制器：控制器是闭环控制系统中的一个关键组件，它根据预设的控制算法来调整执行器的输出，从而控制被控对象的输入。
控制器通常由微处理器、微控制器、DSP等数字计算器实现。
6.执行器：执行器是闭环控制系统中的另一个关键组件，它接受控制器的指令并驱动被控对象。
执行器通常由电动机、气动阀、液压马达等机械设备实现。
7.检测器：检测器是闭环控制系统中的另一个重要组件，它能够检测被控对象的输出并转换为电信号反馈给控制器。
检测器通常由各种传感器实现，例如温度传感器、压力传感器、位置传感器等。
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。
“开环控制”与“闭环控制”的区别
开环控制与闭环控制的区别“开环控制”与“闭环控制”的区别就在于控制系统中有无反馈环节，所谓闭环控制就是存在反馈环节的控制。
这样的系统能够适时地检测控制的输出结果，并将检测到的信息通过反馈环节反映到输入端，调整输入量，达到修正控制误差、提高控制精确度的目的。
反馈技术被广泛应用在各种需要精确控制的系统中，尤其是电子控制系统，比如：各种放大电路中的增益控制；环境的温度、湿度、水位、压力的控制；机械结构的位置控制、速度控制等等。
因此常常使人觉得：闭环控制是复杂的、精确的、自动的控制方式，而开环控制相对的简单、粗糙和非自动。
这种感觉常常造成初学者在分析系统时的误判，需要特别注意。
以普通家用压力锅的温度控制过程为例，在密闭状态下，锅内的温度与压力呈对应关系。
加热锅体，锅内温度逐步升高，锅内压力也随之升高；当锅内的压力达到设定值时，高压将顶开压在排气阀上的重锤，排出蒸汽，使锅内压力降低，压力的降低又造成温度的降低。
由于重锤的重量是恒定，因此当温度达到设定值之后，加热量和排气量将呈动态平衡，锅内压力保持在高于大气压力的一个恒定值上，锅内温度也保持在高于常压水的沸点温度的一个恒定值上（一般为110℃左右），不再继续升高。
过程如下图所示：分析这样一个控制问题，首先要界定所考察的系统范围。
从整体效果上看，该控制过程的输入量是加热锅体，加热锅体导致的三个结果：锅体升温、锅内升压以及排气孔排气，都是输出量，而输出量并未反馈回来影响输入量，因此它是一个开环控制系统。
而更细致的分析，应该把升温过程与恒压/恒温过程分别进行分析。
分析时考察的系统范围不同，结论也不同。
①压力锅的加热、升温、升压过程把加热炉具与压力锅看成一个系统，压力锅体因外部加热而升温，分析加热的过程。
输入量——接通电源或点火，输出量——锅体升温、锅内升压以及排气孔排气。
控制过程如下图所示，与用炉火加热普通锅体的过程相同，属于开环自动控制。
②压力锅的恒压、恒温控制过程压力锅能够保持锅内压力与温度恒定，主要是依靠了压在排气阀上的重锤的作用，因此还可以分析重锤对锅内压力的控制过程。
控制系统的基本方式
控制系统的基本方式一、控制系统的概述控制系统是指通过一定的手段对被控对象进行调节、监测和控制的系统。
它由输入信号、处理器、输出信号和反馈组成，可以分为开环控制和闭环控制两种方式。
二、开环控制开环控制是指在没有反馈作用的情况下，通过输入信号来直接控制被控对象。
它具有简单、快速等优点，但缺乏稳定性和鲁棒性。
1. 常见的开环控制方式（1）脉冲宽度调制（PWM）：通过改变脉冲宽度来调节被控对象；（2）频率调制（FM）：通过改变频率来调节被控对象；（3）电压调节：通过改变电压大小来调节被控对象；（4）位置调节：通过改变位置来调节被控对象。
2. 开环控制的优缺点开环控制具有以下优点：（1）结构简单，实现容易；（2）响应速度快，适用于快速响应要求高的场合。
但是也存在以下缺点：（1）无法自动校正误差；（2）受到外部干扰影响大；（3）不具有稳定性和鲁棒性。
三、闭环控制闭环控制是指通过反馈作用，将被控对象的输出信号与输入信号进行比较，并对误差进行修正。
它具有稳定性和鲁棒性等优点，但响应速度相对较慢。
1. 常见的闭环控制方式（1）比例控制：根据误差大小进行比例调整；（2）积分控制：根据误差持续时间进行积分调整；（3）微分控制：根据误差变化率进行微分调整。
2. 闭环控制的优缺点闭环控制具有以下优点：（1）能够自动校正误差；（2）受到外部干扰影响小；（3）具有稳定性和鲁棒性。
但也存在以下缺点：（1）响应速度相对较慢；（2）结构复杂，实现难度大。
四、混合控制混合控制是指将开环控制和闭环控制结合起来使用。
通常采用开环快速响应、闭环精确调节的方式，以充分发挥两者的优点。
1. 常见的混合控制方式（1）先开环后闭环控制：先使用开环控制进行快速响应，再采用闭环控制进行精确调节；（2）并联控制：同时采用开环和闭环控制，以充分发挥两者的优点。
2. 混合控制的优缺点混合控制具有以下优点：（1）结构简单，实现容易；（2）响应速度快，精度高；（3）具有稳定性和鲁棒性。
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。
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开环控制、半闭环控制、闭环控制的区别
2011-11-2 10:31
提问者：升玩就走|浏览次数：485次
数控技术
推荐答案
2011-11-2 13:39
开环：没有测量回路。
半闭环：有一个测量回路（主要反馈控制转速：编码器）注意：编码器有绝对值和相对值之分
全闭环：有两个测量回路（反馈转速+位置：编码器+光栅尺或外置编码器）
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其他回答共2条
2011-11-3 14:01Einstiphen|五级
以监测点的不同来区分三者。
开环控制就是系统按设定的参数来运转，不作监测，不反馈。
半闭环控制就是在系统的执行端之前（非最终端）设置监测，反馈回的信号可以对执行端之前的机构进行实时调整。
闭环控制是在系统的最终执行端设置监测，反馈回的信号直接用于系统整体调整。
开环系统最简单，成本低，但执行精度最差，基本无系统波动。
闭环系统最复杂，控制成本最高，但执行精度相当高，系统波动也最大。
半闭环系统介于以上两者之间。
|评论
2011-11-17 10:09wangpeng3219|二级
闭环
闭环也叫反馈控制系统，是将系统输出量的测量值与所期望的给定值相比较，由此产生一个偏差信号，
利用此偏差信号进行调节控制，使输出值尽量接近于期望值。
举例：调节水龙头——首先在大脑
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——同理不断的修正行进的方向与速度形成闭环控制。
半闭环
半闭环控制系统:半闭环控制系统是在开环控制系统的伺服机构中装有角位移检测装置，通过检测
伺服机构的滚珠丝杠转角，半闭环控制系统图间接检测移动部件的位移，然后反馈到数控装置的
比较器中，与输入原指令位移值进行比较，用比较后的差值进行控制，使移动部件补充位移，直到
差值消除为止的控制系统。
由于半闭环控制系统将移动部件的传动丝杠螺母不包括在环内，所以传动
丝杠螺母机构的误差仍会影响移动部件的位移精度，由于半闭环控制系统调试维修方便，稳定性好，
目前应用比较广泛。
半闭环控制系统的伺服机构所能达到的精度、速度和动态特性优于开环伺服机构，
为大多数中小型数控机床所采用。
开环
相对闭环而言开环（kāi huán）英文名open-loop。
开环相对于闭环而言，也叫开环控制系统。
意思就是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；投篮——篮球出手后就无法再继续对其控制，无论球进与否，球出手的一瞬间控制活动即结束。