系统开环与闭环控制20页PPT

通用技术开环和闭环控制系统

第二节
控制系统旳
工作过程与方式
一、控制系统
电风扇旳风速控制是经过变化电机旳转速来实现旳。给电风扇设定风速挡位，电机就以一定旳转速带动扇叶转动，输出预定旳风速。风速挡位是该控制系统旳输入，扇叶转动旳风速是该控制系统旳输出，一种挡位相应着一种风速。
电风扇旳控制
输入风速挡位
输出电路、电机、扇叶风速
电饭煲
电源旳电信号锅内旳温度
脱粒机
电源旳电信号脱粒旳量
红外线自动水龙头人手旳红外信号水龙头旳出水量
2、分类：
开环控制系统控（open loop control system）制系统
闭环控制系统（closed loop control system）
二、开环控制系统
案例分析：自动门
水箱注水控制系统方框图：
设定时间
控制器
水流量
水箱旳水位
进水阀门
水箱
（输出）
增长反馈后水箱注水控制系统方框图
比较器
给定 + 水位
控制器
水流量进水阀门
检测装置
水箱
水箱旳水位（输出）
1、定义：
系统旳输出量返回到输入端并对控制过程产生影响旳控制系统称为闭环控制系统
2.特征：系统旳输出端与输入端信号之间存在一种回路——反馈回路。
关闭
请完毕P106旳“立即行动”
1、家用缝纫机旳缝纫速度控制系统（属于开环控制系统）
脚踏
脚蹬、曲柄、链轮
缝纫
力度
中轴、链条
速度
2、电冰箱旳温度控制系统（属于闭环控制系统）
设定温度
比较器
控制器
制冷温度值温度计装置

开环控制系统与闭环控制系统复习课件-高中通用技术苏教版(2019)必修《技术与设计2》

开环控制系统——案例
自动门控制装置
当人走进自动门时，门上方的红外线装置检测到人体热辐射发出的红外信息，控制电路接收到该信号后，便会发出相应的指令，启动电动机运转，从而带动门自动开启。门开启后如果没有人在周围通知电动机反向运转，使门关闭。
开环控制系统——投飞镖
期望值
大脑
输入量
控制器
手执行器
A.控制器 .检测装置
C.电热盘 D.设定温度
【2016陕西卷】
闭环
实际温度
给定温度
自动
加热装置
水箱
【2021陕西卷】
闭环飞控单元高度检测器
自动电机
无人机
缩输回出/伸量出
被笔控尖对象
【2019陕西卷】
16.如图所示为红外感应饮水机电源控制方框图，该控制系统的执行器是（）
A.饮水机电源 C.控制电路
B.加热状态 D.继电器
【2021陕西卷】
【2022陕西卷】
14.如图所示为汽车底部障碍物探测系统的控制方框图。该控制系统的控制器是（）
A.信号 C.语音模块
落点位置
飞镖
被控对象
输出量
开环控制系统——声控灯、光控灯
输入量
控制器
执行器
输出量
被控对象
声光信号
声光检测控制装置
开关
灯亮/灭路灯
开环控制系统——火灾自动报警
输入量
控制器
执行器
输出量
被控对象
烟雾信号
感烟探测器
报警器
报警声报警部件
【2015陕西卷】
红外输线入信量号中央控处制器理器机执械行部器件
B.微处理器 D.扬声器

1.3开环和闭环电子控制系统-苏教版高中通用技术选修一课件(共33张PPT)

讨论：请分析音乐喷泉控制系统的工作特点？
有音乐输入主机
有喷泉输出
无音乐输入主机
无喷泉输出
喷泉的输出会不会反过来影响到主机？
思考：
音乐喷泉控制系统的工作过程有没有反馈?
答：由于输出的喷泉对系统的控制状态并不产生影响，所以此系统也不存在反馈。
一、什么是开环电子控制系统

电子门铃的工作过程有没有反馈?
答：输出的音乐声的变化对系统的控制状态并不产生影响，
即不存在反馈。
分析下列电子控制系统：
电子控制系统电子音乐门铃系统路灯自动控制系统
电子锁
被控对象被控量扬声器音乐声
控制器
音乐集成电路
路灯
锁舌
光的变化电子电路锁舌的运动集成电路
自动门
门
门的开关集成电路
开环电子控制系统：电熨斗、电子门铃、电子调光台灯、电子手表、程序控制洗衣机
闭环电子控制系统：电热水器、空调、电冰箱、智能电饭煲、现代化农业温室
闭环电子控制系统与开环电子控制系统相比有什么优点？
闭环电子控制系统具有监测和反馈功能，可以提高控制的精度，而且能实现控制的自动化。
现在常用的家用电冰箱由压缩机、冷却器、散热器、
闭环电子控制系统的组成方框图如下：
输入
控制（处理）
输出
被控对象
反馈
检测
思考：
生活中那种产品的工作过程有反馈环节?
电冰箱就是一个实例。
家用电冰箱的恒温控制：
家用电冰箱的工作原理:
现在常见的家用电冰箱由电动机、压缩机、冷却器和散热器组成。它们之间用一根管道相连接，管道里装着一种沸点很低的制冷剂。管道的底部安装着压缩机，使制冷剂不断地在管道里循环。由于管道中有一小段十分铗窄的毛细管，从而限制了管道内制冷剂的流动速度，并使气态的制冷剂受到强大的压力，使之由气态变成液态，对外释放热量。当液态制冷剂通过毛细管进入电冰箱的内部由较粗管组成的冷却器时，由于压力突然降低，达到制冷的效果。

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。

开环和闭环

开环和闭环
引言
介绍
开环
开环的英文名是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。

开环就相当于单向操作，我们给控制器一个值，控制器就按这个值操作控制。

也就是只控制输出，不计后果的控制。

这种系统比较简单，容易掌握使用，工作稳定，但精度和速度的提高受到限制，所以一般仅用于不考虑外界影响，或惯性小、精度要求不高的一些系统。

打个比方，开环相当于开水龙头，你拧到什么位置，水龙头就出多少大小的水，没有反馈信号。

闭环
开环与闭环的区别
工作原理不同
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。

结构组成不同
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。

稳定性不同
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。

后续。

开环控制系统与闭环控制系统-PPT课件

特点
1、有反馈； 2、会调整； 3、被控量会被控制在一定的值——结果稳定； 4、“结果”会影响“结果”； 5、给定量与被控量是可比较的同一种性质的量。
系统辨识
辨识的定义 L. A. Zadeh曾给辨识下过这样的定义： “辨识就是在输入和输出数据的基础上，从一组给定的模型类中，确定一个与所测系统等价的模型。” 三要素：输入输出数据（辨识的基础）模型类（寻找模型的范围）等价准则（辨识的优化目标）
比较器
给定量（设定的温度）控制器（电子或微机控制装置）控制量（电压）
执行器（加热器）
被控对象（加热炉）
被控量（炉内温度）
检测装置（热电偶）
加热炉的温度自动控制系统
其他闭环控制系统应用实例
值得一提的是，复杂的闭环控制也未必都属于自动控制。汽车的驾驶就是一个常见的实例：汽车沿着道路行驶，必须有人的操控，从控制的角度看，属于人工控制，这时我们是将人与车作为一个整体，看成一个系统。驾驶员通过操控方向盘、油门、刹车等机构，控制车辆行驶的状态；同时，驾驶员还通过视觉，查看车辆与前方道路或障碍物的位置关系信息，根据这一信息不断修正自己的操作，使车辆按照预定的路线轨迹行驶。在这一过程中，驾驶员通过视觉获取的信息就是反馈量，因此属于闭环控制。
热交换器闭环和开环辨识的模型误差分别为0.1392和 0.0189。闭环模型误差虽然比开环辨识大一些，但数值仍然很小，因而两者都可以用于过程的动态控制。
实验结果表明，对系统进行闭环辨识，可以得到与开环辨识相近的过程模型且不会引起过程输入输出大的波动，也不会危及闭环系统的稳定性，因而是最适宜于工业生产过程应用的闭环辨识实验调节。
ˆ (k ) z
辨识算法

开环电子控制系统和闭环电子控制系统ppt课件

输入
控制(处理)
输出
预置温度调节装置
(电子电路) (微型电脑）
(继电器)
被控对象
(冷藏室)
反馈
检测
温度传感器
.
10
马上行动
（1）找出身边开环电子控制系统和闭环电子控制系
统的例子。
开环电子控制系统：
电熨斗、电子门铃、电子调光台灯、带遥控电视机公共汽车车门控制系统、
红绿灯定时控制系统、闹钟定时控制系
信息输入控制(处理)
输出
被控对象
.
4
例: 电子门铃的开环电子控制系统
输入:
用手按动按钮开关,输入一个触发信号
控制(处理): 音乐集成电路经过触发后工作,产生
一组载有”音乐”的电信号.
输出: 扬声器将电信号转变为音乐声.
特点:
输出的音乐声的变化对系统的控制状态并
不产生影响,即不存在反馈.
.
5
• 分析下列电子控制系统中的被控对象、被控量、控制器和它们的工作过程的共同点:
电子控制系统概述
第三节开环电子控制系统和闭环电子控制系统
.
1
开环控制系统闭环控制系统
.
2
一、开环电子控制系统
1、什么是开环电子控制系统？如果电子控制系统的输出结果对系统的控制
没有影响，也就是被控量的变化不会引起控制量的改变，即没有反馈。
.
3
一、开环电子控制系统
2、开环控制系统的组成方框图
.
14
制系统的区别进行分析、判断，在你认为正确的表格中打
开环电子闭环电子控控制系统制系统
电子表
电取暖系统
空调
程序控制洗衣机

开环控制系统和闭环控制系统..20页PPT

开环控制系统和闭环控制系统..
1、合法而稳定的权力在使用得当时很少遇到抵抗。 ——塞 ·约翰逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感；权力不易确定之处始终存在着危险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金子可以拉着它的鼻子走。— —莎士比
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
20
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪Hale Waihona Puke 27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇

通用技术开环和闭环控制系统(课堂PPT)

3.简单闭环控制系统的方框图：
给定 +比较器量
控制器
-
控制量
执行器
被控对象
检测装置
被控量
探究
这是闭环系统吗？
同学们几乎每天听着扩音机里播放的音乐做广播体操，但扩音机从未引起大家的注意。学习了上面的内容后，请大家思考：
扩音机是一个什么控制系统？
希罗的自动门
祭坛水罐点火重锤
庙门转动轴旋转庙门开启/
关闭
请完成P106的“马上行动”
1、家用缝纫机的缝纫速度控制系统（属于开环控制系统）
脚踏力度
脚蹬、曲柄、链轮中轴、链条
缝纫速度
2、电冰箱的温度控制系统（属于闭环控制系统）
设定温度
比较器
控制器
制冷温度值温度计装置
温度
检测装置
3、走道路灯的声光控制系统（开环）
设定声音分贝
控制电路
输入量：即控制系统的给定量。控制器：即对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件。执行器：即直接对被控对象进行控制的装置或元件。控制量：即执行器的输出信号。
被控对象：即控制系统中所要求控制的装置和生产过程。
输出量：即控制系统所要控制的量。
生活中还有哪些开环控制系统？请用一般开环控制系统方框图画出它们的控制方框图。
第二节控制系统的工作过程与方式
1
一、控制系统
电风扇的风速控制是通过改变电机的转速来实现的。给电风扇设定风速挡位，电机就以一定的转速带动扇叶转动，输出预定的风速。风速挡位是该控制系统的输入，扇叶转动的风速是该控制系统的输出，一个挡位对应着一个风速。
电风扇的控制
输入风速挡位