经典的闭环控制系统方框图例
闭环控制系统方框图10例
闭环控制系统方框图10例
1、空调温度控制系统
2、家用电冰箱温度控制系统
3、加执炉温度控制示意
4
+
给
定量
控
制器
加
热器
加
热炉
炉内
温度
比较
器
检测装置（反
馈）
-
干
扰
控执被控
被控量
（输出
给定量
（输入
检测装置控
比
控制器
执
行器
被控
对象
被控量
（篮球位
给定量
（篮圈位
检测装置
（眼睛）控制量（投掷
比控制器
（电子
执行器
（压缩
被控
对象
被控
量
（冷
藏室温度）
给定量
（设定的温
检测装置
（温度传感
控制量
比
5、供水水箱的水位自动控制系统
6、抽水马桶的自动控制系统
7、花房温度控制系统
8、宾馆使用多台热水器串联电辅助加热自动控制系统
9、粮库温、湿度自动控制系统
被控量 （水箱水
给定量 （设定的水
被控量 （水箱水
给定量
给定量 （设被控量 （花房
控制
被控量 （
水
给定量 （设定控制量 被控
（粮（的温、控制量
10、自动电热水壶控制系统
控制量
（水。
开环闭环控制系统方框图
开环控制系统方框图20例
1、水泵抽水控制系统
2、家用窗帘自动控制系统
3、宾馆自动门控制系统
4、楼道自动声控灯装置
5、游泳池定时注水控制系统
6、十字路口的红绿灯定时控制系统
控制量 控制量 （水流量）
控制量 控制量 控制量 控制量 控制量
14、根据车流量大小自动改变红绿灯时间控制系统
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
18、可调光台灯控制系统
19、电吹风控制系统
20、普通电风扇控制系统
控制量 控制量 控制量
输入量 （压力传感器是否测到压力异常信号） 控制量 控制量
控制量
控制量
闭环控制系统方框图12例
1
2、投篮
3、供水水箱的水位自动控制系统
4、加热炉的温度自动控制系统
5、抽水马桶的自动控制系统
6、花房温度控制系统
7、夏天房间温度控制系统
8、家用电饭锅保温控制系统
9、家用电冰箱温度控制系统
给定量
给定量
被控量
给定量
被控量
给定量
被控量
给定量
被控量
给定量
给定量
被控量
房内实
给定量
被控量
控制量 被控量 冰箱实
给定量 （设定的温度）（设定的温度）
被控量
—80℃） 控制量
10、宾馆使用多台热水器串联电辅助加热自动控制系统
11、粮库温、湿度自动控制系统
12、自动保温电热水壶控制系统
被控量
给定量 控制量 被控量 粮库内
给定量（设定控制量 给定量
控制量。
07自控原理12
其中, 系数a、b 可以是常数, 也可以是时变系数；r(t) 表示输入 ;c(t) 表示输出。 9
线性系统也可细分成两类： 1）系统微分(或差分)方程的系数均为常数,称为线性定常 系统。 定常特性：系统的响应曲线形状, 只取决于具体的输入, 而与输入的时间起点无关。 2）微分(或差分)方程的系数有时间的函数,则称为线性时 变系统. 至少有一个系统组成元件静特性是斜率随时间变化的直线 。
1.系统分析 (1) 建立系统的数学模型。 (2) 分析系统的性能, 计算三大性能指标是否满足要求 (3) 分析参数变化对上述性能指标的影响,决定如何合理 地选取。
20
2. 系统的设计
步骤如下 :
(1)根据要求的性能指标,综合出系统应有的数学模型。
(2)根据已知的被控对象,求出对象的数学模型, 并画出系 统结构图. (3)按结构图与数学模型关系, 根据己知部分和系统应有 的数学模型,求出控制器的数学模型和控制规律。 (4)各部分结构确定后, 按己定结构求出系统数学模型, 进行性能分析, 验证它在各种信号作用下是否满足要求, 以便修正。 (5)结构参数最终确定后, 可进行实验仿真, 若效果理想 即可制作样机。
图1-11典型的自动控制系统方框图 由被控量通过反馈元件所产生的信号, 它是被控量的函数
5
由系 1.2.3 反馈控制系统的组成和术语
是希望 也称校正元件或控制 典型的自动控制系统一般都是由参考输入元件、比较元件、控 的响应 器、调节器.由于作 也称希望的响 制元件、执行元件、被控对象以及反馈元件六个基本单元组成 值(理 用误差往往十分微弱 应值, 它是理 .每个基本单元都用一个方块表示, 信号传递方向用箭头表示, 想输出 , 一般需要进行幅值 想化系统所产 传递方向都是单向不可逆的, 指向方块的箭头表示输入信号 )与被 和功率的放大, 并将 生的理想响应 离开方块的箭头表示输出信号 控量之 它转换成适于执行机 差 . 构工作的信号; 另外 cr(t) (t) + 理想化系统 由于对系统性能的要 控制元件的输出作用到执行元件, 系统 参 求, 需对作用误差信 执行元件再直接作用于被控对象, 考 比较输入 误差 号进行运算处理.在 输 使被控对象随参考输入而变化如阀 入 一般的控制系统中, r(t) 偏差 控制 门、伺服电动机等 执行 参考输 控制器常采用 PID + 被控对象 c(t) 元件 入元件 b(t) e(t) 元件 控制器 被 指系统中被控制的设备或过程, 主 控 反 它能完成特定的动作或生产任务 量 反馈元件
开环闭环控制系统方框图
开环闭环控制系统
方框图
1
2020年4月19日
2020年4月19日
开环控制系统方框图20例
1、水泵抽水控制系统
2、家用窗帘自动控制系统
4、楼道自动声控灯装置
5、游泳池定时注水控制系统
控制
控制
控制
控制
控制
6、十字路口的红绿灯定时控制系统
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
控制
控
控制
控制
控制
4
2020年4月19日
13、家用缝纫机缝纫速度控制系统
14、根据车流量大小自动改变红绿灯时间控制系统
15、普通全自动洗衣机控制系统
16、手电筒控制装置
控制控制
控制
控制
控制
5
17、宾馆自动门加装压力传感器防意外事故自动控制系统
18、可调光台灯控制系统
19、电吹风控制系统
20、普通电风扇控制系统
闭环控制系统方框图12例
输入量 （压力控制
控制
控制
控制
被控
给。
闭环控制系统方框图10例
闭环控制系统方框图10例
1、空调温度控制系统
2、家用电冰箱温度控制系统
3、加执炉温度控制示意
4
给定量被控量
给定量 被控量 冷藏室
给定量
5、供水水箱的水位自动控制系统
6、抽水马桶的自动控制系统
7、花房温度控制系统
8、宾馆使用多台热水器串联电辅助加热自动控制系统
9、粮库温、湿度自动控制系统
被控量
给定量
被控量
给定量
给定量
被控量
控制量
被控量
给定量 控制量
被控量 粮库内
给定量（设定控制量
10、自动电热水壶控制系统
给定量（电流）
控制量。
闭环控制系统的方框图
闭环控制系统
1、定义：能将控制的结果(即比较量)反馈回来与希望值 （即基准量）进行比较，并根据它们的误差及时的调整控制 作用的系统，称为闭环控制系统。
2、特征：与开环控制系统相比，闭环控制系统多了一个 由检测装置组成的环节，构成一条闭合回路。
例：保温电热杯 水位设定供水控制系统等
手摇扇
电风扇
空调器
风扇的风速控制过程中是由人直接参与的，属于手动控制。
控制的分类(2)(3)
按执行部件的不同分类：机械控制 气压控制 液压控制
电子控制……
按控制方式分类：开环控制 闭环控制
保
热 得 快
温 电 热
水
杯
工作过程分析:前者插电后加热,水温升高直至沸腾. 后者插电后加热,水温升高,达到沸腾温度时保险器自 动跳开,停止加热.当温度下降到一定温度时，电热水 杯继续加热，循环往复。
热得快----开环控制 电热水杯----闭环控制 开环控制和闭环控制差别主要看有没有反馈
第二节 控制系统的组成与描述
控制系统:任何一个控制的实现,都要通过若干个环节,
这些环节就构成了一个系统.称为控制系统.
几个概念
期望值（给定量）：是人们在控制过程中希望达到了目的。 控制器：控制命令（信号）的发出装置。 执行器：将控制器发出的信号转换成能影响被控对象的信号的装置。 被控对象：控制系统中所要求控制的装置和生产过程。
执行器：进水阀门
控制量：水流量
游
控制对象：游泳池 输出量：游泳池的水位
泳
给定水位
池
Hale Waihona Puke 水流量水控制器 进水阀门 游泳池 位
比较器
2.3闭环控制系统的 动态结构图
ur
R2 uc
I1
(
s
)
U1(s) R1
I2 (s) U1(s)Cs
U1(s) Ur (s) Uc(s)
U1(s) 1 I1(s)
R1
U1(s) CS I2(s)
Ur(s) +
U1(s) Uc(s)
I1(s) +
I(s) + I2(s)
I(s)
R2
U c(s)
U1(s) 1 I1(s)
R1
u(t) ±r(t)
u(t),U(s) U(s) ±R(s)
±
r(t),R(s)
方框（或环节）：表示对信号进行的数学 变换，在方框中写入元部件或系统的传递 函数。
u(t),U(s)
c(t),C(s)
G(s)
方框与实际系统中的元部件并非一一对应。
2 动态结构图的特性
(1)结构图是线图方式的数学模型，可以用 来描述控制系统的系统结构关系。
i2 C2
eo
-
-
b
C. IR1 ( s ) I ( s ) I ( s )
R2
c1
IR2
IR1
+
Ic1
D.
1 I ( s )×
U
(s)
c1
Cs
c1
1
Ic1
Uc1
1/C1s
+
R1
a
R2
+
ei
i1 C1
i2 C2
eo
-
b
E. U ( s ) U ( s ) U ( s )
c1
o
R
2
eo
-
通用技术系统知识
档位
电路
电压
风扇、 电热丝
电吹 风
风速、 温度
17、宾馆自动门加装压力传感器防意外事故自动控制系统
压力传感器 是否测到压 力异常信号
控制电路
转
电机 动 门刹车
门锁定 与否
18、可调光台灯控制系统
设定的档位 控制电路
电流 大小
可变电阻
灯泡
灯泡亮度
19、电吹风控制系统 设定的档位 控制电路
电动机
转 动
电风扇
风速
20、普通电风扇控制系统
设定的 控制
兔子
眼睛
老鹰实际位置
8、加热炉的温度自动控制系统方框图
设定温度
比较器
+× -
一种电子或微机控制装置
控制器
电流 大小
加热器
加热炉
检测装置 （热电偶）
炉内温度
9、水箱液位控制系统闭环控制系统方框图
水箱设定水位
比较器
+× -
机械电气装 置
控制器
控制阀
出 水
干扰
量
水箱
浮子
水箱水实际水位
2008 专题复习与训练 P27 三、(3)
量
进水阀门
游泳池
检测装置
游泳池 实际水位
练习：
1、电风扇控制系统方框图
电风扇风速的挡位
控制电路
电机
转 动
扇叶
风速
2、水泵抽水控制系统方框图
接通电源
电机
水 流
水泵 量
水管
水管排出的水
3、自动升旗简易控制装置方框图
定时时间
定时装置
转
电动机 动 滑轮、国旗
升旗速度
开环闭环控制系统方框图
开环控制系统方框图20例1、水泵抽水控制系统2、家用窗帘自动控制系统3、宾馆自动门控制系统4、楼道自动声控灯装置5、游泳池定时注水控制系统输入量 （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）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）输入量 （设定注水的时间） 控制器 （定时器）执行器 （进水门阀）被控对象 （游泳池）输出量 （游泳池的水位）控制量 （水流量）输入量 （有无声音） 控制器 （声电传感器）执行器 （触点延时开关）被控对象 （楼道灯）输出量 （灯亮或灭）控制量 （电流）6、十字路口的红绿灯定时控制系统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11、活动猴控制系统12、公共汽车车门开关控制系统输入量 （设定亮、灭时序） 控制器 （电脑） 执行器 （时序控制装置） 被控对象 （红绿灯）输出量 （灯亮、灭时序）控制量（电流）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 （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 （车门的控制量（压缩空气流向）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）13、家用缝纫机缝纫速度控制系统14、根据车流量大小自动改变红绿灯时间控制系统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18、可调光台灯控制系统输入量 （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 （车流量） 控制器 （电脑） 执行器 （控制电路） 被控对象 （红绿灯）输出量 （灯亮时长）控制量（时间）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 （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 （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） 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）19、电吹风控制系统20、普通电风扇控制系统闭环控制系统方框图12例1、家用压力锅工作原理2、投篮输入量 （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 （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）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 （重锤）执行器 （出汽孔） 被控对象 （压力锅）被控量 （锅内压力）给定量 （重锤重力）检测装置 （重锤）控制量 （出汽量）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3、供水水箱的水位自动控制系统4、加热炉的温度自动控制系统5、抽水马桶的自动控制系统6、花房温度控制系统控制器 （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）检测装置 （浮球）控制量 （进水量）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7、夏天房间温度控制系统8、家用电饭锅保温控制系统9、家用电冰箱温度控制系统10、宾馆使用多台热水器串联电辅助加热自动控制系统给定量 （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 （感温装置）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11、粮库温、湿度自动控制系统12、自动保温电热水壶控制系统控制器 （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。
闭环控制系统的结构框图
闭环控制系统的结构框图
闭环控制系统
闭环控制系统是控制系统的一种类型。
具体内容是指：把控制系统输出量的一部分或全部，通过一定方法和装置反送回系统的输入端，然后将反馈信息与原输入信息进行比较，再将比较的结果施加于系统进行控制，避免系统偏离预定目标。
闭环控制系统利用的是负反馈。
即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，又称反馈控制系统。
闭环控制系统的结构框图
一个典型的反馈控制系统的基本组成可以用图1.8所示的框图表示。
将组成系统的元件按在系统中的职能来划分，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。
闭环控制系统方框图
【马上行动】（课文p102）指出表中所列事例是 否属于控制系统，如果是控制系统，请指出系统 的输入、输出分别是什么？
是否属 于控制 系统 电饭煲 脱粒机 红外 线自动 水龙头 输入 输出
是
是
做饭指令 （电信号） 启动指令 （电信号）
锅内的温度
脱粒的量
是
人手的红 外信号
出水和 不出水
控制系统一般分为开环控制系 统（open loop control system） 和闭环控制系统（closed loop control system）。
日常生活中的控制：
A.拔动教室电灯开关，灯的亮与不亮与手动有 关。 B.声光感应开关，当有声音时灯亮。 C.红外感应出水龙头，手靠近水龙头出水，离 开则不出水。 D.宾馆自动门，当有人进入，门自动打开。 E.当手靠近自动烘手机时，机器启动；当手离 开时，机器关闭。
归纳、抽象以上活动的特征 :
一个输入信号（如手拔开关）对应着 一个输出信号（如灯亮或不亮）。
控制量与被控量的区别:
控制量:执行器的输出信号。 被控量:控制系统的输出信号。
开环控制系统特征：
系统的输出量仅受输入量控制，输入量到 输出量之间的信号是单向传递，输出量不对 控制产生任何影响。
马上行动：列举你所知道的开环控制系统。
红绿灯定时控制系统、防盗报警 系统、火灾报警系统、音乐喷泉控制 系统、闹钟定时控制系统、声控灯、 自动烘手机、自动水龙头、洗衣机、 电风扇的风速控制、直流电动机和数 控机床等。
注水的时间 （输入） 水流量
定时器
进水阀门
游泳池的注水控制系统
游泳池
游泳池的水位 （输出）
【案例分析】自动门的控制系统： 自动门系统由四个子系统组成：传感器、控制器、 执行器（电动机）、被控对象（门）。
2.4 控制系统方块图
[1 G(s) ( s) G(s) G B ( s) R( s ) 1 G( s) H ( s)
其等效变换结果如右图：
注意：减号对应于正反馈
综合点与引出点的移动（消除交叉回路） 原理——保证移动前后各输入输出关系不变 （1） 综合点前后移 下图表示了综合点前移的等效变换。
GK (s) G1 (s)G2 (s) H (s)
2、r(t)作用下系统的闭环传递函数
令n(t)=0,方块图变为
G B (s) G1 ( s)G2 ( s) C ( s) R( s) 1 G1 ( s)G2 ( s) H ( s)
C ( s) R( s)
GB(s)为在输入信号r(t)作用下系统的闭环传递函数。
练习：绘制两级RC网络的结构图
例3 试绘制电动机转速控制系统的结构图
2.4.2 方块图的化简
方块图的运算和变换 就是将复杂的方块图化为一个等效的方框，使方框中的数学 表达式为方块图的总传递函数。 1．方块图的基本组成形式 方块图的基本组成形式可分为三种：串联、并联和反馈 （1）串联连接 方框与方框首尾相连。前一个方框的输出， 作为后一个方框的输入。
G( s) G1 ( s)G2 ( s)
两个串联的等效传递函数，等于该两个传递函数的乘积 推广到n个环节的串联。
注意：两个串联的环节存在一个负载效应问题。
1 G1 ( s) R1 R2C1C2 s 2 ( R1C1 R2C2 R1C2 )s 1
1 1 G2 ( s ) R1C1s 1 R2C2 s 1 1 R1 R2C1C2 s 2 ( R1C1 R2C2 ) s 1
riuucr??1??ticucd12对上面两式进行拉氏变换得srisusucr??1sisusurcr??31sicssuc?43式和4式分别用图a和图b表示将图a图b合并并将输入量置于图的左端输出量置于右端同一变量的信号连接在一起如图c所示即得rc网络的结构图
开环控制系统与闭环控制系统的区别及相关的实例
开环控制系统与闭环控制系统的区别及相关的实例3、宾馆自动门控制系统控制量（转动）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输入量控制器执行器被控对象输出量举例：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（人热辐射（控制电路）（电动机）（自动门）（门开或闭）的这个活动没有影响；发出的信号）4、楼道自动声控灯装置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（电流）的系统输入量控制器执行器被控对象输出量举例：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（有无声音）（声电传感（触点延时开关）（楼道灯）（灯亮或灭）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——5、游泳池定时注水控制系统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（水流量）输入量控制器执行器被控对象成的控制活动，闭环控制一定会持续一定的时间，可以借此判断。
输出量（设定注水的时间）（定时器）（进水门阀）（游泳池）（游泳池的水位）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，6、十字路口的红绿灯定时控制系统控制量自动门、自动路灯——自动开环系统（电流）开环控制系统方框图19 例输入量控制器执行器被控对象输出量（设定亮、灭时序）（电脑）（时序控制装置）（红绿灯）（灯亮、灭时序）开环控制系统的方框图：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（开、关）（给定量）（被控量）输入量控制器执行器被控对象输出量（音乐信号）（声控装置）（阀门）（喷嘴）（喷水与否）1、水泵抽水控制系统控制量（水流量）8、自动升旗控制系统输入量控制器执行器被控对象输出量控制量（接通电源）（控制电路）（水泵）（水管）（水管排出水）（转动）输入量控制器执行器被控对象输出量（定时时间）（定时装置）（电动机）（滑轮、国旗）（升旗速度）2、家用窗帘自动控制系统控制量（转动）输入量控制器执行器被控对象9、宾馆火灾自动报警系统控制量输出量（天亮或暗）（光的检测装置）（电动机）（窗帘）（电流）（窗帘开或闭）输入量控制器执行器被控对象输出量（烟雾信号）（感烟控制装置）（报警电路）（报警部件）（报警信号）10、宾馆自动叫醒服务系统控制量16、手电筒控制装置控制量（电流）（电流）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（时间设定）（电脑）（拨号装置）（电话机）（电话铃声）（人的动作）（按钮）（电路）（小灯泡）（亮或灭）11、活动猴控制系统控制量17、宾馆自动门加装压力传感器防意外事故自动控制系统（活动量）输出量输入量控制器执行器被控对象控制量（猴的动作（人操纵动作）（牵引线）（线、孔杠杆装置）（猴的活动部件）输入量（转动）或表情）（压力传感控制器执行器被控对象输出量12、公共汽车车门开关控制系统控制量（压缩空气流向）输出量器是否测到压力异常信号）（控制电路）（电机）（门刹车）（门锁定与否）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）（车门的开或关）18、可调光台灯控制系统控制量（电流大小）控制器执行器被控对象输入量输出量（控制电路）（可变电阻）（灯泡）（设定的档位）（灯泡亮度）13、家用缝纫机缝纫速度控制系统控制量（转动）19、电吹风控制系统输入量控制器执行器被控对象输出量控制量（脚踏速度）（踏脚板）（传动装置）（缝纫机）（缝纫速度）（电压）控制器执行器被控对象输出量输入量14、普通电风扇控制系统（控制电路）（风扇、电热丝）（电吹风）（风速、温度）（设定的档位）控制量（转速）输入量控制器执行器被控对象输出量（设定的档位）（控制电路）（电动机）（电风扇）（风速）15、普通全自动洗衣机控制系统控制量（转动等）输入量控制器执行器被控对象输出量（接通电源）（控制电路）（电机等装置）（洗衣机）（运行或停止）闭环控制系统方框图12 例闭环控制系统的方框图：3、加热炉的温度自动控制系统控制量控制量比较器给定量（输入量）控制器执行器被控对象被控量（输出量）给定量比较器控制器执行器（电压）被控对象被控量（电子或微（设定的温度）（加热器）（加热炉）（炉内温度）机控制装置）检测装置检测装置（热电偶）1、投篮控制量比较器（投掷力）控制器执行器给定量被控对象被控量4、抽水马桶的自动控制系统（大脑）（手）控制量（篮圈位置）（篮球）（篮球位置）比较器（进水量）控制器执行器被控对象被控量给定量检测装置（连杆机构）（进水阀门）（水箱）（水箱水位）（设定的水位）（眼睛）检测装置（浮球）2、供水水箱的水位自动控制系统给定量（设定的水位高度）比较器控制器（机械或电气控制装置）执行器（阀门）控制量被控对象（水箱）被控量（水箱水位）给定量比较器控制器执行器（加热或控制量（制冷制暖量）（进水量）被控对象被控量（花房温度）检测装置（控制电路）（花房）（设定的温度）制冷元件）（浮球或液位传感检测装置（温度传感器）6、夏天房间温度控制系统控制量9、宾馆使用多台热水器串联电辅助加热自动控制系统比较器控制器 （控制装置）执行器 （制冷装置）（制冷量）被控对象 （空调房间）被控量 （ 房 内 实 际温度）给定量控制量（设定的温度）（加热时间）比较器控制器 执行器 被控对象被控量给定量 检测装置 （控制电路）（加热器）（水箱）（水温）（设定的水温）（空调测温装置）检测装置装置（感温装置）7、家用电饭锅保温控制系统 10、粮库温、湿度自动控制系统控制量控制量比较器控制器执行器（ 加 热 时间） 被控对象被控量 （电饭锅温度比较器给定量控制器执行器（降温除湿时间）被控对象给定量 被控量（温控装置）（电热盘） （电饭锅）（设定的温度） （ 设 定 的 （控制装置）（降温除湿装置） （粮库） （ 粮 库 内 70—80℃）检测装置 温、湿度） 置检测装置温、湿度）（双金属片）（感温、湿装置）8、家用电冰箱温度控制系统 控制量比较器控制器 （控制装置）执行器 （制冷装置）（制冷量）被控对象 （电冰箱） 被控量 （ 冰 箱 实 际温度）给定量 11、自动电热水壶控制系统控制量（设定的温度）（加热时间）比较器被控对象控制器执行器被控量检测装置给定量（水壶）（温控装置）（加热器）（水温）（冰箱温控装置）（设定的温度）检测装置（测温装置）。
开环闭环控制系统方框图
1、水泵抽水控制系统2、家用窗帘自动控制系统4、楼道自动声控灯装置5、游泳池定时注水控制系统控制量 控制量控制量控制量控制量控制量6、十字路口的红绿灯定时控制系统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11、活动猴控制系统 控制量控制量 控制量控制量控制量13、家用缝纫机缝纫速度控制系统14、根据车流量大小自动改变红绿灯时间控制系统15、普通全自动洗衣机控制系统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控制量控制量控制量控制量18、可调光台灯控制系统19、电吹风控制系统20、普通电风扇控制系统闭环控制系统方框图12例输入量 （压力传感器是否测到控制量控制量控制量控制量给定量1、家用压力锅工作原理2、投篮3、供水水箱的水位自动控制系统4、加热炉的温度自动控制系统给定量被控量给定量被控量给定量被控量给定量5、抽水马桶的自动控制系统6、花房温度控制系统7、夏天房间温度控制系统8、家用电饭锅保温控制系统被控量给定量 给定量被控量房内实给定量被控量控制量给定量被控量控制量9、家用电冰箱温度控制系统10、宾馆使用多台热水器串联电辅助加热自动控制系统11、粮库温、湿度自动控制系统12、自动保温电热水壶控制系统被控量给定量被控量 冰箱实给定量被控量 粮库内给定量（设定控制量给定量。
闭环控制PPT课件
.
1
3 闭环控制系统
游泳池水位控制系统
游
泳
池
给定水位
水流量
水
+
位
控制器 进水阀门 游泳池
比较器 _
检测装置
.
2
3 闭环控制系统
闭环控制系统
把系统的输出量返回到输入端并对控制过 程产生影响的控制系统。
闭环控制系统的方框图如下：
给定值
+
控制器
控制量
被控量
执行器
被控 对象
比较器 _
检测装置
课本（P112）水箱的水位自动控制示意图
比较器
给定水位 ﹢×
控 制
﹣器
进 水
水流量
阀
门
水箱水位 水 箱
检测装置
.
5
抽水马桶水箱控制系统的分析,并画出方框图.
给定 + 水位
比较器 -
机械控制
水流量
进水阀门
浮球 .
水箱
水箱的水位
6
3 闭环控制系统
穿针引线的动作过程也可看作是闭环控制
系统p111
线的位置
1、控制系统、开环控制系统、闭环控制系统的概念
2、开环控制系统
给定值
控制器
控制量
被控量
执行器
被控 对象
3、闭环控制系统
给定值 比较器
控制器
控制量
被控量
执行器
被控 对象
反馈. 环节
13
选择题
1以下四个控制系统,哪个一定是闭环控
制系统?( )
A.电冰箱 B.电灯
C.自动门 D.电梯
2下面控制系统中不属于开环控制的有
闭环控制系统的结构图
串联结构的等效变换 两个串联的方框可以合并为一个方框，合 并后方框的传递函数等于两个方框传递函 数的乘积。
R(s)
U(s) G1(s)
G2(s) R(s)
C(s)
G1(s) • G2(s)
C(s)
(2)并联结构的等效变换
等效变换证明推导(1)
G1(s)
C1(s)
R(s)
G2(s)
C(s)
2.典型环节的传递函数 (1) 比例环节
(2) 惯性环节
极点：
(3) 积分环节 传递函数为： Ti 积分时间常数
(4) 微分环节 微分环节的输出和其输入量的导数成比例
微分时间常数
(5) 延时环节 Pade近似 泰勒近似
(6) 振荡环节
阻尼比 自然振荡频率
时具有一对共轭复极点：
例 电枢控制式直流电动机的方框图表示
(3) 反馈结构的等效变换
C(s) = ?
R(s) B(s)
E(s)
G(s) H(s)
C(s)
R(s)
G( s ) C(s) 1 H ( s)G( s)
反馈结构传递函数=
前向通道传递函数 1-/+开环传递函数
C2(s)
并联结构的等效变换
R(s)
G1(s)
C1(s)
C(s)
G2(s)
C2(s)
并联结构的等效变换图
R(s)
G1(s)
G2(s)
两个并联的 C(s) 方框可以合并 为一个方框， 合并后方框的 传递函数等于 C2(s) 两个方框传递 函数的代数和 C1(s)
C(s)
R(s)
G1(s) G2(s)
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闭环电子控制系统必须符合两个条件:
(一）它的核心是电子技术；
(二)有反馈。反方把人划入控制系统，这个控制系统的核心就不单单是电子技术，故不能称为闭环电子控制系统。但因为存在反馈，可称为闭环控制系统。
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。
闭环控制系统框图
一、家用压力锅工作原理
二、投篮
三、供水水箱的水位自动控制系统
四、加热炉的温度自动控制系统
五、抽水马桶的自动控制系统
六、花房温度控制系统
七、夏天房间温度控制系统
八、家用电饭锅保温控制系统
九、家用电冰箱温度控制系统
十、宾馆使用多台热水器串联电辅助加热自动控制系统
十一、粮库温、湿度自动控制系统
经典的闭环控制系统方框图例
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经典的闭环控制系统方框图12例
闭环电子控制系统：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，又称反馈控制系统。
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。