如何辨别开环和闭环控制系统

如何辨别开环和闭环控制系统

摘要：控制系统是通用技术课里一个重难点之一，纵观两次通用技术高考，这个知识点占有相当大的分量。但这也是相对比较专业知识，教师缺少这方面的知识，平时可能会遇到很多难题，尤其是开环和闭环控制系统的判别，想要容易判别它们就要抓住一个关键，还有理清两个基本点。

关键词：控制系统开环控制系统闭环控制系统反馈

《控制与设计》这个单元是通用技术里的难点之一，在教学中教师应熟悉有关自动控制方面的专业知识，理解控制系统的基本理论和工作原理，特别是开环和闭环控制系统的区分的问题常常困扰了很多通用技术教师。在通用技术高考大纲中要求比较高，对所列知识要理解其确切含义及其中的技术思想方法，能够进行叙述和解释，并在解决技术设计的实际问题中运用它们；再从两次高考的分数比例来看这一单元的重要性，在08年10月的高考中，选择题2道共4分，简答题1道6分，总共占10分；09年3月份高考中，比例没有改变，题型也没有变化，100分卷面还是占了10分。题目涉及的内容都是与学生的生活密切相关，难度并不大，因此在教学中应重视这个单元，并充实自身的专业知识，理清教学的困扰。那下面就针对于辨别开环和闭环控制系统的问题提出一些看法，供老师们参考。

从定义上看：开环控制系统是指控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响。而闭环控制系统是指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。区别的关键看是否存在反馈，反馈肯定有适当的检测装置把系统的输出量返回到输入端的过程。这里出现了检测装置，就引起了不小的误解，有人认为有检测装置就是闭环控制系统这样的错误认识，例如：自动门的案例，当人走进自动门时，红外线装置检测到人体红外线信号，然后通过处理电路，启动电机的正转和反转，实现开门和关门。此控制系统属于开环控制系统，虽然这里有存在红外线检测装置，但不是闭环控制系统，关键看检测装置检测到的信号是输入量还是系统的输出量，也就是看是否存在反馈。控制系统应有立足于两个基本点，其一：什么是控制系统？控制系统应当是指朝向人们的意愿或目的发展的有机整体。控制系统可分为控制器、执行器、被控对象等部分构成，值得注意的是人是个复杂的控制系统，例如：“穿针引线”控制过程，针和线，再加上人，才能组成一个控制系统，如果没有人这个特殊控制系统的主体存在，针和线就不是一个系统了，所以人就充当于控制主体，通过人的眼睛检测针和线的实际位置，把信息反馈给大脑进行处理，人的手来调节线和针孔的位置，这样才构成了一个闭环控制系统。有些控制主体不包括人，但控制系统是按照人们的预期结果发展的。如声光控制白炽灯的开环控制系统，白天光线较亮时，光控开关自动关断，到了晚上或光线较暗时，光控开关自动闭合，当有一定强度的声音信息时，电路才能接通，点亮白炽灯，并开始延时，延时时间到，开关自动关断，等待下一次声音信号触发。此控制系统不需要人的参与，但此控制系统是实现人们节能的目的，弄清楚控制系统的控制主体是基础，在这个基本点上才能进一步分析是开环还是闭环控制系统。其二：分清控制系统与人之间的关系。首先控制系统是离不开人

类的而孤立存在的，控制系统本身就是由人类创造出来，为人类服务，完成人类的使命的一个系统。如生活中经常用到得“热得快”热水器，质量好点的带有自动切断电源，起到保护作用，工作的一般过程就是利用电热能加热水温，通过双金属片这个装置检测实际水温，当实际水温达到98摄氏度的时候，双金属片自动断开电路，此控制过程属于闭环控制系统，控制系统是按照人们的目的执行的，但人在控制过程中并没有直接参与，而是已经设定好断开温度。控制系统的工作过程是离不开人的参与。空调的温度控制系统是一个闭环控制系统，能够维持一定的温度，但没有人们对它事先设定的工作温度，那控制系统不会工作，但它还是个控制系统，所以控制系统功能的实现是离不开人，但控制系统是个客观存在的实体，不是由人决定的。

总之，辨别开环和闭环控制系统要先知道控制主体是什么，再看是否存在反馈这个关键点，如果存在反馈的那就是闭环控制系统，反之亦然。最后，通用技术课程在我省才刚刚步入正轨，教学中必然存在大量的问题与困扰，这需要我们教育工作者去思考和探索，加强交流，提升自身业务水平。