开环控制系统

开环控制系统和闭源自控制系统的比较控制精度上：
开环控制系统：相对较低，一般结构简单， 适用于控制精度要求不高而系统本身元 件又比较稳定的场合。 闭环控制系统：控制精度高，设计比较麻 烦，结构也相对复杂，成本较高，适用 于要求高精度和高可靠性的场合
闭环控制系统与开环控制系统的比较
控制系统
反馈
控制精度
结构
成本
应用范围
闭环
有反馈
精度高
结构复杂
成本高
高精度、 高可靠、 系统本身 不稳定的 应用领域 控制精度 要求不高 本身很稳 定的应用
开环
无反馈
精度较低
结构简单
成本低
判断以下控制系统是开环控制系统还是闭环控制系统
比较器：将给定量与所测的被控量进行比较，求出偏差值 控制器：将这一偏差值进行运算处理，并向执行器下达指令 执行器：根据指令对被控对象进行控制，从而使被控量稳定 在一定范围内。
闭环控制系统
我们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 统称为闭环控制系统。
闭环控制系统的特点： （1）系统输出量对控制作用有直接影响。 （2）有反馈环节，并应用反馈减小误差。 （3）当出现干扰时，可以自动减弱其影响。
红外传感器
控制电路
电机
控制量
红外装置检测人体 热辐射发出的信号 转动 门的开启 或关闭
控制电路
电机
自动门
输入
控制器
执行器
被控对象
输出
楼道声光控灯控制系统
光线强弱、 声音 （输入） 声电、光 电传感器 触点延 电流 灯 时开关
灯亮、灭 （输出）

(2010)泉州市闽台缘博物馆广场安装了随着 音乐起伏而变化的音乐喷泉，它是控制技术 的一种具体应用。其工作过程是由“声–电转 换装置”将起伏的音乐强度转换为随之而变 化的电信号，这种电信号驱动电动机带动水 泵转动。音乐信号强，水泵转速快，喷头压 力就大，喷出的水柱就高；反之，喷出的水 柱就低。音乐信号的强弱与喷泉的水柱一一 对应。
水位检测 装置
闭环控制系统就是把系统的输出量 返回到输入端并对控制过程产生影响的 控制系统。 简单闭环控制系统的方框图如下：
给定量
比较器
﹢ × ﹣
控 制 器
执 控制量 行 器
被 控 对 象
被控量
检测装置
闭环控制系统方框图
给定量
比较器 +
-
控制量
控制器 执行器 被控对象 被控量
检测装置
检测装置：测量出被控量并返回到系统的输入端；
电风扇的风速控制系统
设 定 档 位
控 制 电 路
电 动 机
转速
电 风 扇
风 速
自 当人走进自动门时，门上方的红外装置检 动 测到人体热辐射发出的红外信息，控制电 门 路接收到该信号后，便发出相应的指令， 启动电动机运转，从而带动门自动开启 的 （或者控制启动装置，使门向两边打开）。 控 当门开启之后，控制电路将作出判断，如 果没有人在门四周，就通知电动机做反向 制 运转，使门关闭。 系 统
游泳池的注水控制的改进
控制器
水位检测装置

检测装置把检测到的实际水位返回到输入端，与 给定水位相比较，再由控制器决定进水阀门是否 开启与关闭。 游泳池的实际水位决定了进水阀门的开关，也就 是说输出量对控制过程有影响。

比较器
给定水位 ﹢
× ﹣
控 制 器
进 水流量 水 阀 门
游泳池水 游 位 泳 池
被控量
游泳池的注水两种控制方式的比较
设定注水的时间 定时器 进水阀门 水流量 游泳池
游泳池的水位
开环控制系统
水流量 给定水位
+
实际水位
-
控制器
进水阀门 检测装置
游泳池
闭环控制系统
开环控制系统和闭环控制系统的比较
从构成上： 闭环控制系统比开环控制系统多了一个检测输出量的装置 从定义上： 开环控制系统：系统的输出量不对系统的控制产生任何影响 闭环控制系统：系统的输出量返回到输入端并对控制过程产 生影响。 从信息传递过程上 开环控制系统：信息的传递是单向的。 闭环控制系统：信息的传递是一条闭合的回路。
(输入)
(输出)
输入量决定输出量，但控制系统的输出量不 对系统的控制产生任何影响，这就是开环控制系统。
对于开环控制系统，用方框图描述如下：
输 入 量
控 制 器
执 行 器
控制量
被 控 对 象
输 出 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，如流过阀门的水量。 被控对象即控制系统中所要求控制的装置或生产过程。
问题：根据空调器的工作过程，试画出 其温度控制系统的方框图。
空调器温度控制系统方框图如下：
比较器 设定温度 ﹢
控 制 电 路
× ﹣
压 空气温度 空 输出温度 缩 调 机 器
检测装置
开环控制系统与闭环控制系统比较
开环控制系统:
输入量
控制量
输出量 被控对象
控制器
执行器
闭环控制系统:
给定量
比较器 + 检测装置 控制量 控制器 执行器 被控对象
任何一种控制的实现，都要通过 若干个环节共同实现，这些环节所涉 及的装置就构成了一个系统，称为控 制系统。 控制系统的输出与输入之间有一 定的对应关系。
电风扇的风速控制是通过改变电 机的转速来实现的
电风扇风 速的档位 （输入） 电灯的控制
“开与关” 控制电路、电机、 扇叶
风速
（输出）
电路、灯
灯“亮与灭”
声-电转换 装置 电动机 电流 喷头 喷泉水 柱高度
（输出）
音乐信号 （输入）
游泳池注水控制系统的工作过程
设定 注水 的时 间 （输 入）
定 时 器
进 水 阀 门
水流量
游 泳 池
游泳池 的水位 （输出）
游泳池的水位只受设定注水时间的控制
二、闭环控制系统
游泳池注水控制系统如果由时间控制进水 阀门会产生什么问题？ 如果由设定注水时间改为设定游泳池水位行 不行？
抽水马桶水位控制系统
马 桶 水 箱
设 定 的 水 位
(给 定
量)
﹢ × ﹣
比较器
连 杆 机 构
进 水流量 水 阀 门
浮球
实 际 水 位
( 被 控 量)
案例分析：空调器温度控制系统
炎炎夏日，人们采取各种消暑措施消暑，空 调是第一选择。那么，空调器是如何控制温度的呢？ 它的工作过程又如何呢？ 如设定温度为25oC，室内温度如果高于25oC， 那么空调通过比较，控制电路发出信号促使压缩机 进行工作；当温度达到设定温度时，控制电路发出 信号，压缩机停止工作，风扇照常工作。因此，空 调温度控制系统中有从输出端返回到输入端的信息 反馈，它是闭环控制系统。