开环闭环控制系统方框图

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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。

简单开环控制系统的方框图

手动手动控制
电动手动控制
电动自动控制
二、控制的分类
按执行部件分
机械控制气动控制液压控制电子控制
机械控制气动控制液压控制电子控制
公交车门气动控制示意图
1.气缸 2.贮气罐 3.活塞 4.三通阀门 6与9刚结, 8、9为车门
汽车液压制动示意图
二、控制的分类
按系统功能分
温度控制压力控制速度控制位置控制
……
一、控制系统
自动路灯系统
外界光线的强弱
电路、灯泡
灯泡的亮与熄
控制系统
输入
控制系统
输出
输出与输入之间有一定的对应关系
控制的实现要通过若干个环节共同实现，这些环节所涉及的装置构成的系统称为控制系统。
游泳池的注水控制系统
设定注水时间 (输入)
音乐的强弱 (输入)
声电转化装置
按开关 (输入)
控制器
水泵
水压喷泉
活塞的运动
电磁阀
车门
喷泉的高度 (输出)
车门开闭 (输出)
2.列举你所了解的开环控制系统的例子，说明其控制工作过程，并画出方框图。
用遥控器选择电视频道
接收不同频率的信号
按键 (输入)
控制器
执行器
电视机屏幕
宾馆自动叫醒服务系统
定时器
水流量
进水阀门
游泳池
游泳池的水位 (输出)
开环控制系统：
指输出量不对系统的控制产生任何影响的控制系统。
自动门的控制系统
人体热辐射 (输入)
控制电路
转动
电机
自动门
门的开闭 (输出)
简单开环控制系统的方框图：

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。

开环控制系统与闭环控制系统-PPT课件

系统辨识
先验知识实验设计参数建模和参数估计
否：修改模型
模型类选择
模型验证是：接受模型
等价准则选择
辨识的基本原理
为了得到模型参数的估计值，通常采用逐步逼近的办法 e( k ) 过程
h( k )
辨识表达式 y (k ) θ 0 +
+
z (k )
+ -
~ z (k )
模型 θ
ˆ (k ) θ
控制信号控制量篮球落点
大脑
手臂,肢体
篮球
开环控制系统的特点
按时序控制的系统控制过程始终是随时间的前进而前进的，没有回头。

闭环控制系统

控制过程中有反馈环节可以把控制结果反馈回来与期望值进行比较,并根据它们的误差及时调整控制作用，控制流向形成了闭合回路
闭环控制系统应用实例
内管尺寸：φ12×1.5 共24根，分成四程
材料：全部碳钢

热交换器实验流程图
辨识通道：从蒸汽阀门定位器的输入电流（mA）至冷水出口温度（°C）冷水流量：2100升/小时饱和蒸汽阀前压力：1.5kg/cm² 开环辨识工作点：蒸汽阀门定位器电流5.3 （mA）冷水出口温度67.0（°C ）闭环辨识工作点：蒸汽阀门定位器的输入电流 5.5（mA），冷水出口温度65.0 （°C ）过程调整时间T =195s 采样时间t=15s，数据采样300个周期。
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）

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。

4.2_控制系统的基本组成

对“自动门”的扩展探究：
⑤如何将自动门装置改为汽车车库中的自动门？
人体热辐射红外传感器
控制电路
电机
转动
自动门
开或关
输入量
控制器
执行器
控制量
被控对象
输出量
开环控制系统的特点：
1、系统的输出量直接受输入量的控制； 2、信号（或信息）的传递是单向的，总
是从输入端单向传至输出端。
例: 电子门铃的开环电子控制系统
随堂检测
1、下列控制系统中，属于开环控制系统的是（ D ） A、电冰箱的温度控制 B、计算机的CPU上的风扇的转速控制 C、现代化农业温室的温度控制 D、家用缝纫机的缝纫速度控制 2、下面控制系统中，属于闭环控制的有（ C ） A、电风扇机械定时开关控制系统 B、电子门铃控制系统 C、电磁炉温度自动控制系统 D、自行车制动系统
红外线探测器
在红外线探测器中，热电元件检测人体的存在或移动，并把热电元件的输出信号转换成电压信号。然后，对电压信号进行波形分析。
红外线探测器
这种探测器是以探测人体辐射为目标的。所以辐射敏感元件对波长为10μm左右的红外辐射必须非常敏感。为了对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲尼尔滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。
苏轼： “ 缺月挂疏桐，漏断人初静。 ”
二、闭环控制系统
1、夜半时刻，在十字路口，没有行人，汽车却仍然要等待？怎么办？
2、游泳池注水或楼顶水箱注水，时间到了可是有时水满了，有时却未满，怎么办？ ·· ·· ·· ·· ·· ··
自动饮水鸟
自动喂水模型
下图是一个典型的闭环控制系统—— 水箱水位的闭环控制系统 P108

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）

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。

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控制量控制量控制量控制量控制量2 / 77、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控制量控制量控制量控制量（压缩空控制量控制量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控制量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、投篮控制量控制量给定量给定量被控量给定量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、花房温度控制系统被控量给定量被控量给定量被控量给定量给定量被控量控制量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被控量房内实被控量给定量控制量被控量冰箱实给定量给定量被控量—80℃）控制量7 / 711、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粮库内给定量（设定控制量给定量控制量。

开环控制和闭环控制

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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）

经典的闭环控制基础系统方框图例

典型旳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旳自动控制系统，又称反馈控制系统。

基于反馈原理建立旳自动控制系统。

所谓反馈原理，就是根据系统输出变化旳信息来进行控制，即通过比较系统行为（输出）与盼望行为之间旳偏差，并消除偏差以获得预期旳系统性能。

闭环电子控制系统必须符合两个条件：
（一）它旳核心是电子技术；
（二）有反馈。

反方把人划入控制系统，这个控制系统旳核心就不单单是电子技术，故不能称为闭环电子控制系统。

但由于存在反馈，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长处。

在反馈控制系统中，不管出于什么因素（外部扰动或系统内部变化），只要被控制量偏离规定值，就会产生相应旳控制作用去消除偏差。

因此，它具有克制干扰旳能力，对元件特性变化不敏感，并能改善系统旳响应特性。

但反馈回路旳引入增长了系统旳复杂性，并且增益选择不当时会引起系统旳不稳定。

为提高控制精度，在扰动变量可以测量时，也常同步采用按扰动旳控制（即前馈控制）作为反馈控制旳补充而构成复合控制系统。

闭环控制系统框图
给定量
一、家用压力锅工作原理
二、投篮
三、供水水箱旳水位自动控制系统
给定量
被控量
给定量。