科技名词定义
中文名称：闭环控制系统
英文名称：closed loop control system
其他名称：反馈控制系统(feedback control system)
定义：系统的输出量对系统的控制作用有直接影响的控制系统。
概念
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。
这是一种自动控制系统，其中包括功率放大和反馈，使输出变量的值相应输入变量的值。数控装置发出质量脉冲后，当指令值送到位置比较电路时，此时若工作台没有移动，即没有位置反馈信号时，指令值使伺服驱动电动机转动，经过齿轮、滚珠丝杠螺母副等传动元件带动机床工作台移动。装在机床工作台上的位置测量元件，测出工作台的实际位移量后，后反馈到数控装置的比较器中与指令信号进行比较，并用比较后的差值进行控制。若两者存在差值，经放大器后放大，再控制伺服驱动电动机转动，直至差值为零时，工作台才停止移动。这种系统称为闭环伺服系统。
闭环控制系统
原理
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。在反馈控制系统中，既存在由输入到输出的信号前向通路，也包含从输出端到输入端的信号反馈通路，两者组成一个闭合的回路。因此，反馈控制系统又称为闭环控制系统。反馈控制是自动控制的主要形式。自动控制系统多数是反馈控制系统。在工程上常把在运行中使输出量和期望值保持一致的反馈控制系统称为自动调节系统，而把用来精确地跟随或实现某种过程的反馈控制系统称为伺服系统或随动系统。
反馈控制系统由控制器、受控对象和反馈通路组成（见图）。图中带叉号的圆圈为比较环节，用来将输入与输出相减，给出偏差信号。这一环节在具体系统中可能与控制器一起统称为调节器。以炉温控制为例，受控对象为炉子；输出变量为实际的炉子温度;输入变量为给定常值温度,一般用电压表示。炉温用热电偶测量，代表炉温的热电动势与给定电压相比较，两者的差值电压经过功率放大后用来驱动相应的执行机构进行控制。
1．闭环控制系统由那些基本环节组成？它们各起什么作用？ 答：
闭环控制系统由控制器、被控对象和测量元件等几个基本环节组成。被控对象是设备（或系统）的主体。控制器是将控制信号变成控制作用的部件，实现对设备（或系统）控制的主要部件。测量元件是将被控物理量转换成电信号元件，以实现反馈控制和监测被控物理量的作用。
2．图T1.1是一个简单的水位控制系统。 ⑴试说明它的工作原理。
⑵指出系统的被控对象、被控量、给定量（输入信号）。 ⑶画出系统工作原理的方框图。
图T1.1
答：
这个简单的水位控制系统是通过浮球和杠杆来实现的。
浮球可以检测水位的高低，这个信息通过杠杆来调节进水阀门来实现对水位的调节，控制。这个调节作用也是一个负反馈过程，当水位升高时，浮球位置上移，从而使阀门下移，减小进水量，使水位不再上升。当水位下降时，浮球位置下移，从而使阀门上移，增加进水量，使水位不再下降。
图中输入信号是浮球的理想位置，被控对象是进水阀门、被控量是水池的水位。可以看出，浮球的实际位置是水位的检测信号。
3．图
进水
出水
h
浮球理想
⑴试说明它的工作原理 ⑵画出系统工作原理的方框图。 ⑶说明如何调节输出电压。
⑷分析引起输出电压不稳定的主要干扰源。
图T1.2
答：
这是一个通过调节励磁，控制输出电压的直流发电机系统。
控制作用的实现是由输入信号电压控制励磁电源的电压输出，再由励磁电源的输出电压来控制直流发电机的输出电压。反馈信号从输出电压通过分压器得到，然后直接送入励磁电源输入端，形成复反馈控制。
调节输出电压可以通过调节输入信号的大小来实现，当需要输出电压升高，可以调节输入信号电压增大；需要输出电压减小，同样，可以使输入信号电压减小。
引起输出电压波动的主要干扰一般是负载电流的大小，负载增加时，可能引起输出电压下降。环境温度，发电机和励磁电源的参数变化，也可能引起输出电压变化。
4．图T1.3是一个晶体管直流稳压电源。 ⑴试说明它的工作原理。 ⑵画出系统工作原理的方框图。
⑶试说明电路中起测量作用的元件、起执行作用的元件和起给定信号作用的元件。 ⑷说明如何调节输出电压的大小。
直流发电机
负载
u d 输出
电压电压控制
图T1.3
答：
晶体管直流稳压电源通过电压调节功能可以在输入电压一定的波动范围内保持输出电压的基本稳定，这个系统也是建立在负反馈控制的原理上的。
调节输出电压是通过晶体管的输入电流来实现的，当输入电流较大时，晶体管的发射极输出电流大；当输入电流较小时，晶体管的发射极输出电流小，从而调节输出的电压大小。当晶体管全导通时，晶体管进入饱和状态，则输出电压达到最高，并失去调节作用。 输出电压信号的检测是通过分压器实现的，在运算放大器的输入端，输出信号与基准电压信号进行比较，由此得到的偏差信号控制运算放大器输出电流大小，从而控制晶体管的输入电流和输出电压。
在电路图中，测量元件是分压器，执行元件是晶体管，给定信号是稳压二极管的基准电压。
欲调节稳压电源的输出电压，可以通过调节稳压管的基准电压，或分压器的分压比例来实现，但输出电压不能高于输入电压加饱和时的管压降（约0.7伏）。
u i
u o
输入电压
输出电压
T 1
基极输入