开环控制和闭环控制
开环控制系统与闭环控制系统的区别及相关
开环控制系统与闭环控制系统的区别及相关开环控制系统与闭环控制系统的区别及相关的实例开环控制系统：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；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 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——自动开环系统开环控制系统方框图19例开环控制系统的方框图：1、水泵抽水控制系统2、家用窗帘自动控制系统输入量 （给定量）控制器执行器被控对象输出量 （被控量）控制量输入量 （接通电源）控制器 （控制电路）执行器 （水泵）被控对象 （水管）输出量 （水管排出水）控制量 （水流量）输入量 （天亮或暗）控制器 （光的检测装置）执行器 （电动机）被控对象 （窗帘）输出量 （窗帘开或闭）控制量（转动）7、公园音乐喷泉自动控制系统8、自动升旗控制系统9、宾馆火灾自动报警系统10、宾馆自动叫醒服务系统输入量 （音乐信号）控制器 （声控装置）执行器 （阀门）被控对象 （喷嘴）输出量 （喷水与否）控制量 （开、关）输入量（烟雾信号）控制器 （感烟控制装置）执行器 （报警电路）被控对象 （报警部件）输出量 （报警信号）控制量 （电流）输入量（定时时间）控制器 （定时装置）执行器 （电动机）被控对象 （滑轮、国旗）输出量 （升旗速度）控制量 （转动）输入量 （时间设定）控制器 （电脑）执行器 （拨号装置）被控对象 （电话机）输出量 （电话铃声）控制量（电流）11、活动猴控制系统12、公共汽车车门开关控制系统13、家用缝纫机缝纫速度控制系统14、普通电风扇控制系统输入量（人操纵动作）控制器 （牵引线）执行器 （线、孔杠杆装置）被控对象 （猴的活动部件）输出量 （猴的动作或表情）控制量 （活动量）输入量 （开、关）控制器 （控制电路）执行器 （执行活塞）被控对象 （车门）输出量（车门的开或关）控制量 （压缩空气流向） 输入量 （脚踏速度）控制器 （踏脚板）执行器 （传动装置）被控对象 （缝纫机）输出量 （缝纫速度）控制量 （转动）输入量 （设定的档位）控制器 （控制电路）执行器 （电动机）被控对象 （电风扇）输出量 （风速）控制量 （转速）15、普通全自动洗衣机控制系统16、手电筒控制装置17、宾馆自动门加装压力传感器防意外事故自动控制系统输入量 （接通电源）控制器 （控制电路）执行器 （电机等装置）被控对象 （洗衣机）输出量 （运行或停止）控制量 （转动等）输入量 （人的动作）控制器 （按钮）执行器 （电路）被控对象 （小灯泡）输出量 （亮或灭）控制量 （电流）输入量 （压力传感器是否测到压力异常信号）控制器 （控制电路）执行器 （电机）被控对象 （门刹车）输出量 （门锁定与否）控制量 （转动）18、可调光台灯控制系统19、电吹风控制系统闭环控制系统方框图12例闭环控制系统的方框图：输入量 （设定的档位）控制器 （控制电路）执行器 （可变电阻）被控对象 （灯泡）输出量 （灯泡亮度）控制量（电流大小）输入量 （设定的档位）控制器 （控制电路）执行器 （风扇、电热丝）被控对象 （电吹风）输出量 （风速、温度）控制量 （电压）输入量 （人热辐射发出的信号）控制器 （控制电路）执行器（电动机）被控对象 （自动门）输出量 （门开或闭）控制量（转动）1、投篮2、供水水箱的水位自动控制系统3、加热炉的温度自动控制系统4、抽水马桶的自动控制系统控制器执行器被控对象（输出量）给定量 （输入量） 检测装置控制量比较器控制器 （大脑）执行器 （手）被控对象 （篮球）被控量 （篮球位置）给定量 （篮圈位置） 检测装置 （眼睛）控制量 （投掷力）比较器控制器 （机械或电气控制装置）执行器 （阀门）被控对象 （水箱）被控量 （水箱水位）给定量 （设定的水位高度）检测装置 （浮球或液位传感控制量 （进水量）比较器控制器 （电子或微机控制装置）执行器 （加热器） 被控对象 （加热炉）被控量 （炉内温度）给定量 （设定的温度）检测装置 （热电偶）控制量（电压）比较器控制器 （连杆机构）执行器 （进水阀门）被控对象 （水箱）被控量 （水箱水位）给定量 （设定的水位）控制量（进水量）比较器5、花房温度控制系统6、夏天房间温度控制系统7、家用电饭锅保温控制系统8、家用电冰箱温度控制系统给定量 （设定的温度）控制器 （控制装置）执行器 （制冷装置） 被控对象（空调房间）被控量（房内实际温度）检测装置 （空调测温装置）控制量 （制冷量）比较器给定量 （设定的温度） 控制器 （控制电路）执行器 （加热或制冷元件） 被控对象 （花房）被控量 （花房温度）检测装置 （温度传感器）控制量 暖量）比较器给定量（设定的温度）控制器 （温控装置）执行器 （电热盘）被控对象 （电饭锅）被控量—80℃） 检测装置 （双金属片）控制量（加热时间）比较器控制器 （控制装置）执行器 （制冷装置）被控对象 （电冰箱）被控量 （冰箱实际温度）给定量 （设定的温度）检测装置 （冰箱温控装置）控制量 （制冷量）比较器119、宾馆使用多台热水器串联电辅助加热自动控制系统10、粮库温、湿度自动控制系统11、自动电热水壶控制系统控制器 （控制电路）执行器 （加热器） 被控对象 （水箱）被控量给定量 （设定的水温） 检测装置装置 （感温装置）控制量 （加热时间）比较器控制器 （控制装置）执行器 （降温除湿装置）置被控对象 （粮库）被控量 （粮库内温、湿度）给定量 （设定的温、湿度） 检测装置 （感温、湿装置）控制量（降温除湿时间）比较器给定量 （设定的温度）控制器 （温控装置）执行器 （加热器） 被控对象 （水壶）检测装置 （测温装置）控制量（加热时间）比较器。
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。
开环控制系统和闭环控制系统的区别与相关
举例：打开灯的开关一一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；
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
举例：调节水龙头 一一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
■
（定时器）
■
（进水门阀）
■
（游泳池）
（游泳池的水位）
（电流）
输入量
控制器
■
执行器
4
被控对象
输出量
（设定亮、灭时序）
（电脑）
（时序控制装置）’
■
（红绿灯）
（灯亮、灭时序）
开环系统，自动门、自动路灯 一一自动开环系统
开环控制系统方框图
3、宾馆自动门控制系统
4、楼道自动声控灯装置控制量
（电流）
输入量
ih-
控制器
fa-
执行器
■
被控对象
输出量
（有无声音）
■
（声电传感
（触点延时开关）
■
（楼道灯）
（灯亮或灭）
（水流量）
输入量
■
控制器
ih-
执行器
■
被控对象
输出量
.
（设定注水的时间）
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
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 判断：骑自行车 一一人工闭环系统，导弹一一自动闭环系统，人打开灯一一人工
开环和闭环控制系统
闭环控制系统，又称反馈控制系统，是由信号正向通路和反馈通路构成闭合回路的自动控制系统。
有反馈的控制系统就叫闭环控制系统。
没有反馈的控制系统就叫开环控制系统。
例如：一个加热的控制系统，你不管温度，只管加热，就是开环控制系统。
如果一个加热的控制系统，可以通过温度的反馈，控制加热的功率或者加热时间，这个加热控制系统就叫闭环控制系统。
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；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。
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
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
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，投篮第一次投篮投近了第二次投的时候用力一些，这也是一种反馈但不会对第一次产生影响了，所以是开环控制。
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。
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。
什么叫开环和闭环控制系统
什么叫开环和闭环控制系统有反馈的控制系统就叫闭环控制系统。
没有反馈的控制系统就叫开环控制系统。
例如：一个加热的控制系统，你不管温度，只管加热，就是开环控制系统。
如果一个加热的控制系统，可以通过温度的反馈，控制加热的功率或者加热时间，这个加热控制系统就叫闭环控制系统。
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；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。
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，投篮第一次投篮投近了第二次投的时候用力一些，这也是一种反馈但不会对第一次产生影响了，所以是开环控制手动控制系统：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——自动开环系统发动机电喷系统的闭环控制是一个实时的氧传感器、计算机和燃油量控制装置三者之间闭合的三角关系。
氧传感器“告诉”计算机混合气的空燃比情况，计算机发出命令给燃油量控制装置，向理论值的方向调整空燃比(14.7：1)。
这一调整经常会超过一点理论值，氧传感器察觉出来，并报告计算机，计算机再发出命令调回到14.7：1。
因为每一个调整的循环都很快，所以空燃比不会偏离14.7：1，一旦运行，这种闭环调整就连续不断。
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。
1.2 开环控制和闭环控制
（3）、公园音乐喷泉自动控制系统
音乐信号 声控装置 阀门 喷水量 喷嘴 喷水与否
广东交通职业技术学院机电工程系 12:25
2. 闭环控制系统(Closedloop Control System) 闭环控制系统(Closed 若系统输出量通过反馈环节返回来作用于控制 部分，形成闭合环路，则这样的系统称为闭环控制 系统， 又称为反馈控制系统(Feedback Control System)或按偏差控制。也就是控制装置与受控对象 之间不但有顺向作用，而且还有反向联系，被控量 对控制过程有影响。
执执执工
(步步热电电步步电电步)
控控控控
(工工工)
输输输 (给 移)
图 1-7 数控加工机床开环控制方框图 此系统的输入量为加工程序指令，输出量为机 床工作台的位移，系统的控制对象为工作台，执行 机构为步进电动机和传动机构。由图可见，系统无 反馈环节，输出量并不返回来影响控制部分。
广东交通职业技术学院机电工程系 12:25
－
UfT
功功 电电
热电电
减减减
调电减
热电
T
热热热
图1-13 电炉箱自动控制方框图
T UfT ∆U＝(UsT －UfT ) (>0) Ua (>0)
热电电电
UR
T
自电自自，直直＝给给给， ＝0时时 T ∆U
图1-14 炉温自动调节过程
广东交通职业技术学院机电工程系 12:25
3、闭环控制系统的特点 （1）系统输出量参予了对系统的控制作用 （2）控制精度高 （3）抗干扰能力强 （4）系统可能工作不稳定，通常要加校正元件
列举你所知道的开环控制系统： （1）、水泵抽水控制系统
输入量 （接通电源） 控制器 （电机） 控制量 （水流量） 输出量 （水管排出水） 被控对象 （水管）
开环控制和闭环控制
系统有三种基本控制方式：开环控制、闭环控制和复合控制。
其中闭环控制是自动控制系统最基本的控制方式，且应用广泛。
一、开环控制开环控制是指控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没有反向联系的控制过程,按这种方式组成的系统称为开环控制系统,其特点是系统的输出量不会对系统的控制作用发生影响，不具备自动修正的能力。
其输入可分为给定值输入和干扰输入。
涉及的基本概念
控制系统；用以完成一定控制任务的元、部件的组合。
控制器：对被控对象起控制作用的设备总体，即控制装置。
被控对象：需要控制的机器、设备或生产过程。
输入量：作用于控制系统的物理量，可分为使系统具有预定功能的控制输入量(简称控制量)和破坏系统控制输入量和输出量之间预定规律的干扰输入量(简称干扰或扰动量)。
输出量：控制系统或被控对象的需要进行控制的物理量。
二、闭环控制 闭环控制是将输出量直接或间接反馈到输入端形成闭环、参与控制的控制方式。
若由于干扰的存在，使得系统实际输出偏离期望输出，系统自身便利用负反馈产生的偏差所取得的控制作用再去消除偏差，使系统输出量恢复到期望值上，这正是反馈工作原理。
可见，闭环控制具有较强的抗干扰能力. 涉及的基本概念反馈：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。
三、复合控制 复合控制是开环控制和闭环控制相结合的一种控制方式，是在闭环控制的基础上，通过增设顺馈补偿器来提高系统的控制精度，从而改善控制系统的稳态性能。
主要应用于高精度的控制系统中。
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。
开环与闭环区别
开环和闭环都是控制方面经常使用的术语。
开环控制就是没有反馈系统的控制，比方你家使用的调光台灯，旋钮调节到哪里就是哪里，感觉不对可以再次调节一下。
闭环控制，一般由人们设定目标，由电路自己的检测电路实行反馈检测数据。
达到跟踪设定的操作过程就叫做闭环控制。
比方自己家的空调系统，就是一个闭环的控制，高级的在遥控手柄这方面检测室内温度，做一个比较大的闭环控制。
中央空调更是需要使用更高一个等级的闭环控制才能够保持若干部位的均衡温度步进电机和伺服电机的区别在于：1、控制精度不同。
步进电机的相数和拍数越多，它的精确度就越高，伺服电机取块于自带的编码器，编码器的刻度越多，精度就越高。
2、控制方式不同；一个是开环控制，一个是闭环控制。
3、低频特性不同；步进电机在低速时易出现低频振动现象，当它工作在低速时一般采用阻尼技术或细分技术来克服低频振动现象，伺服电机运转非常平稳，即使在低速时也不会出现振动现象。
交流伺服系统具有共振抑制功能，可涵盖机械的刚性不足，并且系统内部具有频率解析机能（FFT），可检测出机械的共振点便于系统调整。
4、矩频特性不同；步进电机的输出力矩会随转速升高而下降，交流伺服电机为恒力矩输出，5、过载能力不同；步进电机一般不具有过载能力，而交流电机具有较强的过载能力。
6、运行性能不同；步进电机的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易丢步或堵转的现象，停止时转速过高易出现过冲现象，交流伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，内部构成位置环和速度环，一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠。
7、速度响应性能不同；步进电机从静止加速到工作转速需要上百毫秒，而交流伺服系统的加速性能较好，一般只需几毫秒，可用于要求快速启停的控制场合1.步进电机本身价格便宜，且国产品性能也不错。
2.系统一般是开环的，这经济上就更省些。
但不能失步工作。
3.步进电机系统基本都是国产的，控制器基本都是单片机系统，成本低。
自动控制原理 控制方式
自动控制原理控制方式
自动控制原理有许多不同的控制方式。
下面将介绍其中几种常见的控制方式。
1. 开环控制
开环控制是一种基本的控制方式。
在开环控制中，控制器没有对被控对象的输出进行测量和反馈，而是根据经验或理论设置一个预定的控制量来控制系统。
开环控制存在的问题是无法对被控对象的变化和干扰做出及时的调整。
2. 闭环控制
闭环控制是一种基于反馈的控制方式。
在闭环控制中，控制器通过测量被控对象的输出，并与预定的控制量进行比较，从而根据误差来调整控制量，使得输出能够尽量接近预定值。
闭环控制通过不断的调整，能够提高系统对外界变化和干扰的抑制能力。
3. 比例控制
比例控制是一种简单的闭环控制方式。
在比例控制中，控制量的调整与被控量和预定量之间的误差成比例。
通过增大或减小比例系数，可以对系统的响应速度和稳定性进行调节。
4. 积分控制
积分控制是一种能够消除稳态误差的闭环控制方式。
在积分控制中，控制器根据误差的累积值来调整控制量，从而消除系统的稳态误差。
积分控制可以提高系统的精度和稳定性，但过大的积分时间常数可能导致系统的超调和振荡。
5. 微分控制
微分控制是一种能够增强系统的动态响应的闭环控制方式。
在微分控制中，控制器根据误差的变化速率来调整控制量，从而改善系统的响应速度和稳定性。
微分控制可以减小系统的过渡过程，并减少超调和振荡。
这些控制方式可以根据实际需要进行选择和组合，以实现对系统的自动控制和调节。
开环控制和闭环控制
如数控线切割机进给系统、包装机等多为开环控制。
希罗庙门自动蒸汽控制系统
检测装置在不断地检测游泳池的实际水位 抽水马桶水箱水位自动控制系统（闭环）
浮球 （检测装置）
并返回到输入端与设定水位进行比较
水位没达到，注水继续
水位已达到，注水停止
水箱的水位自动控制示意图
比较器
设定 + 水位
(输入) -
电气控ห้องสมุดไป่ตู้ (控制器)
十字路口的红绿灯定时控制系统
设定时序 电 (输入) 脑
时序控 电流 红绿 灯亮/灭
制装置
灯
（输出）
开环控制系统的输出量没有对系统的控制产生任何 影响，因此对控制系统不能进行精确控制
开环控制系统的结构图
思考：是开环还是闭环控制系统？
输入？ 输出？
希
输出值有没有影响控制？
罗
的
自
动
门
（
希
腊
）
祭坛点 火
§1.1 开环控制和闭环控制
1.1.1 开环控制
控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影 响，这种控制系统称为开环控制系统。
游泳池定时注水自动控制系统
怎么叫：输出量没有对系统的控制产生任何影响
家用压力锅的压力控制系统是闭环控制系统，通过安全阀和排气孔实现压力控制。 常见的闭环控制系统有哪些
设定 定 水流量 游 游泳池 这种控制较简单,但有较大的缺陷,即对象或控制装置受到干扰,或工作中特性参数发生变化,会直接影响被控量,而无法自动补偿。 进水 电子警察－车辆超速自动检测拍照控制系统
如数控线切割机进给系统、包装机等多为开环控制。
供水压力变小，单位时间进水量减少（水位不足） 电饭煲热饭保温自动控制系统（闭环）
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1.1.2 闭环控制(反馈控制)
闭环控制的定义是有被控制量反馈的控 制,其原理框如图所示。从系统中信号流向看,系 统的输出信号沿反馈通道又回到系统的输入端,构 成闭合通道,故称闭环控制系统,或反馈控制系统。
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闭环控制系统可以对控制系统进行精确控制自动纠 正（调控）
设定
定
注水时间 时
比较器
设定 + 电气控制
水位 (输入)
-
(控制器)
阀门 (执行器)
浮球
（检精测品课装件置）
连杆装置
水箱
游泳池
(被控对象) 的水位
（输出）
1、家用压力锅的压力控制系统是开环控制系统还是 闭环控制系统？它是通过那些装置实现压力控制的？ 说出其控制过程。
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比较器
设定压力 +
控制装置
（输入量） - （控制器）
门卫人员（时刻注视状况）大门人工控制系统（闭环） 游泳池水位（时刻注视状况）人工控制系统（闭环）
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闭环控制系统的结构图
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这种控制方式，无论是由于干扰造成,还 是由于结构参数的变化引起被控量出现偏差,系统 就利用偏差去纠正偏差，故这种控制方式为按偏差 调节。
闭环控制系统的突出优点是利用偏差来纠 正偏差,使系统达到较高的控制精度。但与开环控 制系统比较,闭环系统的结构比较复杂,构造比较困 难。需要指出的是,由于闭环控制存在反馈信号,利 用偏差进行控制,如果设计得不好,将会使系统无法 正常和稳定地工作。另外,控制系统的精度与系统 的稳定性之间也常常存在矛盾。
出气量
出气孔
（控制量） 压力锅
（执行器）
（被控对象）
重锤 （检测装置）
锅内压力 （输出量）
家用压力锅的压力控制系统是闭环控制系统， 通过安全阀和排气孔实现压力控制。安全阀上 有一个重锤压在高压锅的排气孔上作检测装置， 当锅内温度升高时压力增大，重锤被抬起蒸汽 排出，压力降到设定范围
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2、工业锅炉是利用重锤实现压力控制的，重锤挂在横
电水壶自动烧水控制系统
十字路口红绿灯自动控制系统 电梯自动升降控制系统 希罗庙门自动蒸汽控制系统
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信号由给定值至被控量单向传递。这种控 制较简单,但有较大的缺陷,即对象或控制装置受到 干扰,或工作中特性参数发生变化,会直接影响被控 量,而无法自动补偿。因此,系统的控制精度难以保 证。从另一种意义理解,意味着对受控对象和其它 控制元件的技术要求较高。如数控线切割机进给系 统、包装机等多为开环控制。
（执行器）
（被控对象）
重锤 （检精测品装课件置）
锅内压力 （输出量）
常见的闭环控制系统有哪些 水塔水位自动控制系统（闭环） 游泳池设定水位自动控制系统（闭环） 抽水马桶水箱水位自动控制系统（闭环） 空调（室内温度）自动控制系统（闭环） 冰箱（箱内温度）自动控制系统（闭环） 恒温大棚（棚内温度）自动控制系统（闭环） 饮水机烧水保温自动控制系统（闭环） 电饭煲热饭保温自动控制系统（闭环） 高压锅锅内压力自动控制系统（闭环） 锅炉炉内压力自动控制系统（闭环） 多次投篮人工控制系统（闭环）
(输入)
器
进水 水流量 游
阀门
泳
池
游泳池 的水位 （输出）
比较器
设定 + 控
水位
制
(输入) - 器
进水 水流量 游
阀门
泳
池
检测装置
游泳池 的水位 （输出）
检测装置在不断地检测游泳池的实际水位 并返回到输入端与设定水位进行比较 水位没达到，注水继续 水位已达到，注水停止精品课件
水箱的水位自动控制示意图
制装置
灯
（输出）
开环控制系统的输出量没有对系统的控制产生任何 影响，因此对控制系统不能进行精确控制
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开环控制系统的结构图
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思考：是开环还是闭环控制系统？
输入？ 输出？
希
输出值有没有影响控制？
罗
的
自
动
门
（
希
腊
）
祭坛点 火
水罐 （1，2）
旋转量
转动轴 （3）
庙门
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游泳池定时注水自动控制系统 红外线自动门控制系统
电子警察－车辆超速自动检测 拍照控制系统 公共汽车车门自动控制系统 干手器自动控制系统
宾馆（酒店）自动叫醒控制系 统防盗（火灾）自动报警控制 系统
声控（光控）灯自动控制系统
窗帘（凉衣架）自动控制系统 水泵自动抽水控制系统 电扇（电吹风）自动送风控制 系统 升旗（人工）自动控制系统 学校作息铃声自动控制系统 音乐喷泉自动控制系统 一次性投篮人工控制系统
§1.1 开环控制和闭环控制
1.1.1 开环控制
控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影 响，这种控制系统称为开环控制系统。
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游泳池定时注水自动控制系统
怎么叫：输出量没有对系统的控制产生任何影响
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设定
定
注水时间 时
(输入)
器
进水 水流量 游
阀门
泳
池
游泳池 的水位 （输出）
供水压力变大，单位时间进水量增加（水位超过） 供水压力变小，单位时间进水量减少（水位不足） 供水压力虽没变，管道、水池漏水（水位不足）
杆上，杆的支点在最左端，中间是锅炉的排气孔。 锅炉如何实现压力控制，横杆的作用是什么。
压力过高，蒸汽把横杆连同 重锤顶起来，蒸汽从排气孔 排出，使压力降到限定值。 横杆的作用使重锤的位置可 以调节，从而改变限制的压 力值
比较器
设定压力 + （输入量） -
控制装置 （控制器）
出气量
（控制量） 出气孔
锅炉
…前提变化了，但是控制系统没法精确控制水位
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自动门的控制系统
当人走近自动门时，门 上方的红外装置检测到 人体热辐射发出的红外 信息，控制电路接收到 该信号后，便会启动电 动机开门或关门
红外装置是否检 测到人体热辐射 发出的信号
(输入)
控制 电路
电 转动量 机
自 动 门
门的开或关 （输出）
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干手器自动控制系统
感知物体 靠近 (输入)
延时 电路
风机、 风量 电热丝
出 风 口
加热的空气 （输出）
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居民楼道里使用的自动声控灯
声音信号 控制 (输入) 电路
延时 电流 开关
楼道 灯
灯亮/灭 （输出）
十字路口的红绿灯定时控制系统
设定时序 电 (输入) 脑
时序控 电流 红绿 灯亮/灭
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开环控制系统和闭环控制系统的联系和区别
系统基 输入 输出 控制 执行 控制 比较 反馈
本要素
量 装置 装置 对象 器 装置
开环 有 有 有 有 有 没有 没有
闭环 有 有 有 有 有 有 有
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开环控制和闭环控制方式各有优缺点，在实 际工程中应根据工程要求及具体情况来决定。如果 事先预知输入量的变化规律，又不存在外部和内部 参数的变化,则采用开环控制较好。如果对系统外 部干扰无法预测，系统内部参数又经常变化,为保 证控制精度，采用闭环控制则更为合适。如果对系 统的性能要求比较高，为了解决闭环控制精度与稳 定性之间的矛盾，可以采用开环控制与闭环控制相 结合的复合控制系统。