开环控制和闭环控制ppt课件

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自动控制原理课件三、开环控制系统与闭环控制系统

自动控制原理课件三、开环控制系统与闭环控制系统
对误差。
即:
% x max x c () 100 % xc ()
的相
它反映系统的暂态过程的平稳性。
2.上升时间:tr
指输出量第一次到达稳态值所需的时间。
自动控制系统的性能指标
3.调节时间:ts
指输出量与稳态值之间的偏差达到所允许范围并 维持在此范围内所需的时间。
4.振荡次数:
指在ts内,输出量在稳态值附近上下波动的次数。
③持续振荡
x(t)
t
(a)给定突增
④发散振荡
x(t)
t
(a)给定突增
x(t)
t
(b)扰动突变
x(t)
t
(b)扰动突变
自动控制系统的性能指标
2、暂态性能指标
下图给出了系统对突加给定信号的动态响应。
xm ax
xc ()
tr tm
ts
自动控制系统的性能指标
1. 最大超调量:δ%
指输出量的最大值 与xmax 稳态xc (值)
自动控制系统的性能指标
y2 y1 x2
暂态(动态)
稳态(静态)
x1
t
自动控制系统的性能指标
一、稳态性能
描述了系统稳态时的稳定程度。 用稳态误差表示,它是指系统达到稳态时输 出量的实际值与期望值(给定值)之间的误差。 稳态误差越小,稳定精度越高。 稳态误差为零,称为无差系统。
二、暂态性能 描述系统从一个稳态到达另一个稳态期间
三、开环控制系统与闭环控制系统
例2 直流电动机闭环调速系统
U1
K U g
Dn n
Uf
CF
第一章:第二节
§1-2自动控制系统的性能指标
系统的状态行为 是指输出量受输入量的影响在时间方向上表现出

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)

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。

Lesson开环与闭环控制

Lesson开环与闭环控制

general, the etrol system are represented by the
block diagram of Fig.16.1 an input signal
or command γ is applied to the controller,
•Lesson开环与闭环控制
Unite 16 Open-loop and Closed-loop Control
• 当一个系统没有反馈结构时,我们称之为 开环系统,这是最简单也是最经济的控制 系统。但是,开环控制系统缺少精确度和 多方面适应性因此只能在最简单的环境中 使用。
•Lesson开环与闭环控制
•Lesson开环与闭环控制
Unite 16 Open-loop and Closed-loop Control
• However, it is quite likely that the house temperature is either above or below the desired value, owing to inaccuracy in the estimate. Without further deliberation, it is quite apparent that this type of control is inaccurate and unreliable. One reason for the inaccuracy lies in the fact that one may not know the exact characteristics of the furnace. The other factor is that one also no control over the outdoor temperature, which has a definite bearing on the indoor temperature.

闭环控制系统PPT课件.ppt

闭环控制系统PPT课件.ppt
电源接通,内锅放在发热盘上,使锅内温度升 高,当温度达到80度C以上时,饭煮熟,进入 保温状态;而保温时,系统通过检测装置会不 断检测锅内的温度,当锅内的温度过低时,又 会加热,使锅内温度始终保持在一定的范围内。
接通电源来自控制电路发热盘
电饭锅 的内锅
电饭锅的内 锅温度
输入
热量
输出
给 定+ 温- 度
热量




定时器


输入
进水阀门
游泳池
游泳池水位
水流量
输出
设 定+ 水- 位
水流量
控制器
进水阀门
检测装置
游泳池水位 游泳池
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。
闭环控制系统方框图:
给定量 比较器 控制器
+ -
控制量
执行器
被控对象
检测装置
被控量
案例1:普通家用电饭锅的煮饭控制:煮饭时
1、试分析这个管理方式是开环控制系统还是闭环控制系统? 2、该控制系统的被控对象和输出量分别是什么? 3、画出该控制系统的方框图。
给 定+ 量-
控制器
护士执行
护士的眼 睛
门诊室
门诊室里的 就诊人数
控制电 路
发热盘
检测装置
电饭锅的 内锅
电饭锅的内锅 温度
案例2:交通路口红绿灯自动控制系统 (根据车流量大小改变红绿灯时间)
给 定+ 车- 流 量
红绿灯时间
控制电 路
红绿灯 感应装置
路面车 辆
车流量
案例3:现在一些医院里,当专家在门诊室里坐诊时,门口
有一个值班护士,护士根据医生诊断病人的进度,控制病人进入 门诊室里的数量,使门诊室里就医病人的数量保持一定量,改变 了以往病人多时就全部挤在门诊室里的不良现象,使门诊室里的 病人有个轻松的就诊环境。这其实是一个管理方式的改进。

1.2 开环控制和闭环控制

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)

开环电子控制系统和闭环电子控制系统ppt课件

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

开环与闭环控制系统辨识PPT共34页

开环与闭环控制系统辨识PPT共34页


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!
34
Байду номын сангаас

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

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
开环与闭环控制系统辨识
11、用道德的示范来造就一个人,显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的,对谁都一视同仁。在每件事上,她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由,因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样,法律和法律都是相互依存的。——伯克

通用技术开环和闭环控制系统

通用技术开环和闭环控制系统
······ ······
精选ppt
12
水箱注水控制系统方框图:
设定 时间
控制器
水流量
水箱的水位
进水阀门
水箱
(输出)
增加反馈后水箱注水控制系统方框图
给定
比较器 +
水位
控制器
-
水流量
进水阀门
水箱
检测装置
水箱的水位 (输出)
精选ppt
13
1、定义:
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
第二节 控制系统的 工作过程与方式
精选ppt
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。
精选ppt
2
电风扇的控制
输入 风速挡位
控制系统
输入
输出
电风扇风速控制 调速器或档位 风扇的转速
电饭煲
电源的电信号 锅内的温度
脱粒机
电源的电信号 脱粒的量
红外线自动水龙头 人手的红外信号 水龙头的出水量
精选ppt
5
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)
祭坛点火水罐重锤开启关闭转动轴旋转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温度计温度设定温度控制制冷装置温度值检测装置比较器设定声音分贝控制电路灯泡计时器灯光时间3走道路灯的声光控制系统开环4交通路口红绿灯自动控制系统闭环设定车流红绿灯计时器红绿灯显示时间检测装置开环闭环控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响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系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响输出量到输入量之间的信号形成一个回路反馈回路
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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
.
7
开环控制系统的结构图
.
8
思考:是开环还是闭环控制系统?
(希 希罗 腊的 )自
动 门
输入? 输出? 输出值有没有影响控制?
祭坛点 火
水罐 (1,2)
旋转量
转动轴 (3)
庙门
.
庙门开 或关
9
列举你所知道的开环控制系统
.
11
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。
.
12
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

注水时间 时
(输入)
(输入) -
电气控制 (控制器)
阀门 (执行器)
浮球
(检测.装置)
连杆装置
水箱
游泳池
(被控对象) 的水位
(输出)
14
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。
.
15
比较器
设定压力 +
控制装置
(输入量) - (控制器)
出气量
出气孔
.
18
闭环控制系统的结构图
.
19
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。
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
(执行器)
(被控对象)
重锤 (检测装. 置)
锅内压力 (输出量)
17
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)

设定
比较器 +

水位

(输入) - 器
进水 水流量 游
阀门


进水 水流量 游
阀门


检测装置
游泳池 的水位 (输出)
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
.
13
水箱的水位自动控制示意图
比较器
设定 + 水位
5
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)
.
6
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 楼道
开关

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
制装置

(输出)
(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
.
16
2、工业锅炉是利用重锤实现压力控制的,重锤挂在横 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。
游泳池定时注水自动控制系统 窗帘(凉衣架)自动控制系统
红外线自动门控制系统
水泵自动抽水控制系统
电子警察-车辆超速自动检测拍 电扇Biblioteka 电吹风)自动送风控制照控制系统
系统
公共汽车车门自动控制系统
升旗(人工)自动控制系统
干手器自动控制系统
学校作息铃声自动控制系统
宾馆(酒店)自动叫醒控制系统 音乐喷泉自动控制系统 防盗(火灾)自动报警控制系统 一次性投篮人工控制系统
…前提变化了,但是控制系统没法精确控制水位
.
3
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)
.
4
.
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)
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)
.
20
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
.
21
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。
§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。
.
1
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
.
2
设定

注水时间 时
(输入)

进水 水流量 游
阀门


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)
声控(光控)灯自动控制系统 十字路口红绿灯自动控制系统 希罗庙门自动蒸汽控制系统
电水壶自动烧水控制系统 电梯自动升降控制系统
.
10
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。
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