ACS控制器双闭环控制应用ACS Dual Loop Control Application
编写：徐新阳/应用支持/ACS China
目录
1综述 (1)
1.1双闭环的理论基础 (1)
1.2 ACSPL+变量 (2)
1.2.1 MFLAGS (2)
1.2.2 SLVRAT (2)
1.2.3 SLVKP (2)
1.2.4 XVEL (2)
1.2.5 EFAC (3)
1.2.6 FACC (3)
1.2.7 Routing 变量 (3)
2 配置双闭环控制的步骤 (5)
2.1 AXIS Setup (6)
2.2 负载端设置 (8)
3 双闭环限位问题 (11)
4 结论 (11)
1
1综述
双闭环控制一般应用在电机和负载之间存在刚性较差的系统中，如图1所示的带传动系统。对于此类应用双闭环系统能有效克服单闭环系统的缺点，如降低刚性差和反向间隙带来的动态性能下降。
图1 双闭环系统
本文档将结合ACS 独有SPiiPlus MMI 调试工具介绍双闭环控制系统的实现步骤。
1.1双闭环的理论基础
在ACS 运动控制产品中实现轴的双闭环控制是非常方便的，用户只需把不同的编码器反馈通道或者模拟量输入分配给轴即可，但是轴和这些通道必须隶属于同一个伺服处理芯片（一般一个伺服处理芯片最多支持四个轴）。
轴的双闭环控制是基于至少两路反馈通道的：
? 负载位置反馈—用作位置环的输入
? 电机位置反馈—用作速度环及电机换向的输入
下图2为一个典型双闭环控制的框图
2
图2 双闭环控制系统框图
1.2 ACSPL+变量
以下的ACSPL+变量将应用在双闭环控制中：
1.2.1 MFLAGS
MFLAGS 是一个整数类型的一维数组，每一个元素对应系统里的每一个轴，元素有一系列的状态位组成，用来配置电机。
为了把系统设置为双闭环控制，相关轴的MFLAGS 的位20
（#DUALLOOP ）需要被置1， 例如MFLAGS(0).#DUALLOOP =1，设置0轴为双闭环控制，此时二阶滤波器从速度环移至位置环中。
1.2.2 SLVRAT
SLVRAT 是一个实数类型的一维数组，每一个元素对应系统里的每一个轴，用来定义位置环反馈和速度环反馈之间的减速比：
SLVRAT= position resolution / velocity resolution
1.2.3 SLVKP
SLVKP 是一个实数类型的一维数组，每一个元素对应系统里的每一个轴，用来给特定轴的速度增加一个比例系数。
1.2.4 XVEL
XVEL 是一个实数类型的一维数组，每一个元素对应系统里的每一个轴，用来定义轴的最大允许速度。
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XVEL 会导致速度环比例增益SLVKP 的有效值发生变化：
在双闭环中，SLVKP 有效值计算如下：
如果XVEL[load feedback counts/sec] > 221时，实际增益是减小的，详见稍后的公式，其他情况实际增益是增加的。
1.2.5 EFAC
EFAC 是一个实数类型的一维数组，每一个元素对应系统里的每一个轴，用来定义在原始编码器反馈的count 值和控制器计算的变量值FPOS 之间的因子。
格式如：EFAC (axis_index) = value (value 范围1-15….1+15默认值为1)
1.2.6 FACC
FACC 是一个实数类型的一维数组，每一个元素对应系统里的每一个
轴，用来定义轴的加速度反馈值。
1.2.7 Routing 变量
SLPROUT
SLPROUT 是一个实数类型的一维数组，每一个元素对应系统里的每一个轴，用来设置对应轴的位置环反馈通道。
格式如：SLPROUT (axis_index) = value
Value 指定反馈来源如表1
当为默认值0时，控制器支持标准的闭环控制配置，即FPOS(0)为0编码器反馈，FPOS(1)为1编码器反馈等等。当SLPROUT ≠0时，表明FPOS 是来源于其他编码器。例如SLPROUT(0)=104，表示FPOS 来源于模拟量输入0而不是编码器，此时反馈可能是电位计或者其他能够输出模拟量表征电机位置的器件。
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表1 ：SLPROUT 分配数值
SLVROUT
SLVROUT 是一个实数类型的一维数组，每一个元素对应系统里的每一个轴，用来设置对应轴的速度环反馈通道。
格式如：SLVROUT (axis_index) = value
SLCROUT
SLCROUT 是一个实数类型的一维数组，每一个元素对应系统里的每一个轴，用来设置对应轴的速度换向反馈通道。
格式如：SLCROUT (axis_index) = value
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SLVROUT 和SLCROUT 的格式如同表1，具体赋值内容参见ACS 软件手册文档，这里不再详述。
2 配置双闭环控制的步骤
步骤分为两部分：
? 电机轴端设置
此时的轴是与电机有物理连接的轴号。
? 负载端设置
此时负载轴号表示负载反馈通道。
通常电机轴号可以与实际电机编码器反馈通道不一样，但是本文假定电机编码器反馈通道和电机轴号一致，并且两个反馈通道都使用负载用户单位而不是count 。在这种情况下，双闭环的设置是简单的，改动较少的。
为了能够更好介绍双闭环的步骤，系统配置示例如下：
? 丝杠驱动直线平台
直线式编码器反馈平台位置，电机旋转编码器反馈速度及换向。
? 用户单位：mm
? 电机连接在axis 0
? 电机反馈编码器连接在axis 0，旋转正交编码器，分辨率
2000lines/revolution
? 负载反馈连接在axis 1，直线正交编码器，分辨率12500lines/mm
? 两个反馈内部分频倍数都为4
? 丝杠导程：25.4mm/revolution
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2.1 AXIS Setup 我们将使用SPiiPlus MMI Application Sthdio 中的Adjuster Wizard 功能设置轴参数，它非常容易设置单轴参数，节省用户时间。
1 进入Adjuster Wizard 中Select Task 选项，选择轴号及选择设置新系统或控制器选项。
点击Next
2 填写详细用户信息在Initialization 窗口，然后点击Next
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3 Axis Structure: 选择Single Motor ，Rotary Motor and Linear Load –
Indirect Drive: Lead –Screw ，减速比为1（如果电机和丝杠间有减速比请填写实际值），反馈结构：Single , on motor ，用户单位作用在Load ，用户单位mm 。
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4 继续设置直到Axis Setup and Tuning 步骤，跳过Position and Velocity Loops tuning.
5 Save to Flash 然后退出。
6 计算EFAC(axis)
EFAC(axis)用来定义电机反馈counts 和负载用户单位之间的比例，可用下列公式计算：
本文中参数计算如下：
EFAC(AXIS)=25.4/(2000*4)=0.003175mm
2.2 负载端设置
通过Adjuster Wizard 已经计算了参数EFAC(AXIS),下面将计算
EFAC(LOAD).
EFAC(LOAD)=1/(12500*4)=0.00002
设置完成后可移动负载一小段距离验证EFAC 设置是否正确，如果负载反馈没有改变，可用命令FCLEAR LOAD 清除错误，复位反馈。
设置正确后将用SPiiPlus MMI Application Studio 中的FRF Analyzer 工具进行单独位置环、速度环分析，可修改SLPKP 和Bi-Quad 滤波器的参数，步骤如下：
1， 在Communication Terminal 里输入命令MFLAGS(AXIS).20=1，
进入双闭环控制模式。
2，
打开FRF Analyzer 。
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3 调试速度环参数，此时二阶滤波是被禁止的，因为通过MFLAGS
（AXIS ）.20=1命令已经被移到位置环了。
4 轴禁止使能，计算SLVRAT(AXIS)参数，计算公式如下：
本例中计算值为：
SLVRAT=EFAC(AXIS)/EFAC(LOAD)=0.003175/0.00002=158.75
5 设置轴反馈系数为负载反馈系数
EFAC NEW (AXIS)=EFAC(LOAD)=0.00002
如果电机可以移动，可用下列步骤验证SLVRAT 设置是否正确：
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● 两个反馈位置清零FPOS(0)，FPOS(1)
● 轴禁止使能
● 手动移动轴到任意位置
● 计算FPOS(LOAD)/FPOS(AXIS)，值应该接近第四步的计算值。
6 通过命令SLPROUT(AXIS)分配负载反馈为轴的位置反馈通道，命令定义参见表1。
例如我们分配负载反馈通道从轴1 到轴0：
SLPROUT(0)=101
7 如果你想继续看到电机的反馈，你可以像负载反馈分配一样用
SLPROUT 指令分配到其他轴号上。
8 用FRF Analyzer 工具单独调试位置环，必要时应用二阶滤波参数，典型滤波有Notch filter 和Lead filter ， 可提高系统带宽和稳定性余度。 提示：在调试位置环时，为了产生准确的测量参数和避免系统损坏，记得改变XVEL 的值，因为这是一个速度命令而不是电流。
9 负载反馈被用作位置环，电机反馈被用来换向和电流环，因为使用同样的用户单位，XVEL(0)不用改变，电流环也不用再做进一步调试了。
我们可以看出，XVEL 在分配负载反馈到位置环后没有发生变化，因
此也不需要在调试速度环了。
位置环调试时，当二阶滤波配置成陷波时，比例增益可进一步放
大。
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3 双闭环限位问题
当执行SLPROUT(AXIS)≠0的命令后，当前轴的硬限位也会被分配到负载通道的轴号上，导致限位不能正常使用，需要执行SLLROUT 命令重新分配限位通道，格式如下：
SLLROUT (AXIS)=value
需要注意的时SLLROUT 命令得2.30以上控制版本才支持。
4 结论
ACS 双闭环控制能够克服机械刚性不足及传动间隙带来的误差，提高控制精度，单独速度环，位置环FRF 分析优化，提供Notch 及多个二阶滤波器使用，提高系统带宽及响应能力，适于各种高速高精密控制应用场合。
如有任何疑问可访问ACS 官方网站https://www.doczj.com/doc/853723999.html, ，或与当地技术人员及代理商联系。
Hefei University 自动控制课程综述 开环与闭环系统 BACH ELOR DISSERTATION 论文题目：______________ 开环与闭环系统_____________________ 学科专业：____________ 自动化1班_______________________ 学生姓名：__________________ 姚辉___________________________ 导师姓名：__________________ 李秀娟__________________________
摘要： 所谓开环与闭环系统主要是对开环和闭环传递函数的研究。 所谓传递函数，只是反馈信号的数学公式/模型。传递函数零初始条件下线性系统响应（即输出）量的拉普拉斯变换（或z变换）与激励（即输入）量的拉普拉斯变换之比。记作G（s）＝Y（s）／U（s），其中Y（s）、U（s)分别为输出量和输入量的拉普拉斯变换。传递函数是描述线性系统动态特性的基本数学工具之一，经典控制理论的主要研究方法——频率响应法和根轨迹法——都是建立在传递函数的基础之上。而在经典控制理论中传递函数有两个重要且易混淆的内容即： Gk(s)=G(s)?H(s) 开环传递函数 Gb(s)=G(s)/1+G(s)?H(s) 闭环传递函数开环传函其实是闭环传函的一部分。开环和闭环的本质区别是：闭环控制系统的被控量要反馈回到给定信号端，与给定信号进行比较（一般为负反馈），而开环没有这一环节。 另外，还有半闭环控制系统，之所以叫半闭环是因为反馈回到给定输入信号的反馈量不是直接取自被控量，而是间接取到的。 关键字:自动控制原理、开环系统、闭环系统、传递函数、区别、联系 发展与前景： 自动控制理论是研究自动控制共同规律的技术科学。它的发展初期，是以开环与闭环理论为基础的自动调节原理，主要用于工业控制，二战期间为了设计和制造飞机及船用自动驾驶仪，火炮定位系统，雷达跟踪系统以及其他基于反馈原理的军用设备，进一步促进并完善了自动控制理论的发展。到战后，以形成完整的自动控制理论体系，这就是以传递函数为基础的经典控制理论，它主要研究单输入-单输出，线形定常数系统的分析和设计问题。 20世纪60年代初期，随着现代应用数学新成果的推出和电子计算机的应用，为适应宇航技术的发展，自动控制理论跨入了一个新阶段——现代控制理论。他主要研究具有高性能，高精度的多变量变参数的最优控制问题，主要采用的方法是以状态为基础的状态空间法。目前，自动控制理论还在继续发展，正向以控制论，信息论，仿生学为基础的智能控制理论深入。 为了实现各种复杂的控制任务，首先要将被控制对象和控制装置按照一定的方式连接起来，组成一个有机的总体，这就是自动控制系统。在自动控制系统中，被控对象的输出量即被控量是要求严格加以控制的物理量，它可以要求保持为某一恒定值，例如温度，压力或飞行航迹等；而控制装置则是对被控对象施加控制作用的机构的总体，它可以采用不同的原理和方式对被控对象进行控制，但最基本的一种是基于闭环控制的闭环反馈控制系统。 开环与闭环系统的应用(以数控机床为例)： 开环控制指调节系统不接受反馈的控制，只控制输出，不计后果的控制。又称为无反馈控制系统。
2-1 试求出图P2-1中各电路的传递函数。 图P2-1 2-2 试求出图P2-2中各有源网络的传递函数。 图P2-2 2-3 求图P2-3所示各机械运动系统的传递函数。 （1）求图（a ）的 ()()?=s X s X r c （2）求图（b ）的() () ?=s X s X r c （3）求图（c ）的 ()()?12=s X s X （4）求图（d ）的 ()() ?1=s F s X 图P2-3 2-4 图P2-4所示为一齿轮传动机构。设此机构无间隙、无变形，求折算到传动轴上的等效转动惯量、等效粘性摩擦系数和()()() s M s s W 2θ= 。
图P2-4 图P2-5 2-5 图P2-5所示为一磁场控制的直流电动机。设工作时电枢电流不变，控制电压加在励磁绕组上，输出为电机角位移，求传递函数()() () s u s s W r θ=。 2-6 图P2-6所示为一用作放大器的直流发电机，原电机以恒定转速运行。试确定传递函数() () ()s W s U s U r c =，设不计发电机的电枢电感和电阻。 图P2-6 2-7 已知一系统由如下方程组组成，试绘制系统方框图，并求出闭环传递函数。 ()()()()()()[]()s X s W s W s W s W s X s X c r 87111--= ()()()()()[]s X s W s X s W s X 36122-= ()()()()[]()s W s W s X s X s X c 3523-= ()()()s X s W s X c 34= 2-8 试分别化简图P2-7和图P2-8所示的结构图，并求出相应的传递函数。 图P2-7 图P2-8
开环控制系统与闭环控制系统方框图几例（仅供参考） 1.普通机械式电饭煲简单的工作过程如下：接通电源，拨动杠杆按钮，给出做饭指令，磁钢吸合，拉住与之相连的杠杆，杠杆拨动微动开关，微动开关在杠杆的按压下接通加热回路，磁钢铝壳帽与锅底接触，开始加热。当饭熟时（不再有水的沸腾），锅底温度升高，磁钢温度达到150℃时失去磁性，在弹簧力作用下，杠杆下移，微动开关恢复常态，结束加热状态。此时电源仍是接通状态，由于双金属片温控器的作用，电饭煲进入保温状态（70度以下），这就是电饭煲接通电源后即使不按键也能得到温水的原因。但不按下杠杆按键则煮不熟饭。 由上面的工作过程可知，普通电饭煲虽然简单，但其控制过程还是比较复杂的。其工作流程为：给出“做饭”指令——进入加热状态——判断是否达到150度，没有达到，继续加热，如果达到，则进入保温状态。从这个流程知道，电饭煲的控制，从总体上说，仍是一个开环控制。因为，输入一个“做饭”指令，输出的就是“做饭”状态。如果输入的是“温水”指令，则输出的状态就是“温水”状态。即输入量和输出量是一一对应的。但是，其局部环节还有反馈。其参考方块图如下： 3.宾馆、酒店的“自动叫醒服务系统”是一个开环控制系统。 参考框图如下： 4．家用缝纫机的缝纫速度控制系统
缝纫机“转速控制系统”的控制对象应该是“缝纫机”不应该是“机针”。对缝纫机来说，还有其它控制系统，如“针距控制系统”、“倒车控制系统”等，这些系统的控制对象都是缝纫机。参考框图如下： 注：有些学生会认为这个控制系统是一个闭环控制系统，理由是人可以不断调整缝纫的转速。其实这种理解是错误的。它不是闭环的原因是：第一，它输入的转速不是恒定的，没法与输出转速进行比较。第二，“人”作为操作者，对控制系统施加控制指令的行为，不能视为“人作为某个环节参与了控制系统”。 5.走道路灯的声光控制系统 声光自动控制白炽灯开关的基本工作原理如下：白天或夜晚光线较亮时，光控部分将开关自动关断，声控部分不起作用。当光线较暗时，光控部分将开关自动打开，负载电路的通断受控于声控部分。电路是否接通，取决于声音信号强度。当声强达到一定程度时，电路自动接通，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。这样，通过对环境声光信号的检测与处理，完成电路通断的自动开关控制。其声控部分的参考框图如下： 6．交通路口红绿灯自动控制（根据车流量大小改变红绿灯时间）系统 目前所用的交通路口的红绿灯控制系统一般都是按给定的时序来控制的，因此应该是开环控制系统，而不是闭环。对车流量因素的考虑，是在调查统计的基础上在设计给定时序时体现的。其参考框图如下： 当然有一点在注意，红绿灯的时间并不能完全靠车流量的多少来控制。对单个交叉口而言，当交通需求较小时，信号周期则应短一些，但一般不能少15秒，以免某一方向的绿灯时间小于15秒使车辆来不及通过路口影响交通安全；当交通需求较大时，信号周期则应长一些，但一般不能超过120秒，否则某一方向的红灯时间将超过60秒，驾驶员心理上不能忍受。当交通需求很小时，一般按最
几个开环与闭环自动控制系统的例子
2-1 试求出图P2-1中各电路的传递函数。 图P2-1 2-2 试求出图P2-2中各有源网络的传递函数。 图P2-2 2-3 求图P2-3所示各机械运动系统的传递函数。 （1）求图（a ）的 ()()?=s X s X r c （2）求图（b ）的() ()?=s X s X r c （3）求图（c ）的 ()()?12=s X s X （4）求图（d ）的 ()() ?1=s F s X 图P2-3 2-4 图P2-4所示为一齿轮传动机构。设此机构无间隙、无变形，求折算到传动轴上的等效转动惯量、等效粘性摩擦系数和()()() s M s s W 2θ= 。
图P2-4 图P2-5 2-5 图P2-5所示为一磁场控制的直流电动机。设工作时电枢电流不变，控制电压加在励磁绕组上，输出为电机角位移，求传递函数()() () s u s s W r θ=。 2-6 图P2-6所示为一用作放大器的直流发电机，原电机以恒定转速运行。试确定传递函数() () ()s W s U s U r c =，设不计发电机的电枢电感和电阻。 图P2-6 2-7 已知一系统由如下方程组组成，试绘制系统方框图，并求出闭环传递函数。 ()()()()()()[]()s X s W s W s W s W s X s X c r 87111--= ()()()()()[]s X s W s X s W s X 36122-= ()()()()[]()s W s W s X s X s X c 3523-= ()()()s X s W s X c 34= 2-8 试分别化简图P2-7和图P2-8所示的结构图，并求出相应的传递函数。 图P2-7 图P2-8
闭环控制系统 许多实时嵌入式系统使作出控制决策。这些决策通常是由软件和基于硬件反馈的基础上由它控制（被称为机械）。这些反馈通常采用的是模拟传感器，可以通过一个A / D转换器读取他形式。例如：传感器可能代表位置，电压，温度或其他任何适当的参数。每样提供软件和附加信息基础控制决策。 闭环控制的基本知识 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复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。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。 同开环控制系统相比，闭环控制具有一系列优点。在反馈控制系统中，不管出于什么原因（外部扰动或系统内部变化），只要被控制量偏离规定值，就会产生相应的控制作用去消除偏差。因此，它具有抑制干扰的能力，对元件特性变化不敏感，并能改善系统的响应特性。但反馈回路的引入增加了系统的复杂性，而且增益选择不当时会引起系统的不稳定。为提高控制精度，在扰动变量可以测量时，也常同时采用按扰动的控制（即前馈控制）作为反馈控制的补充而构成复合控制系统。 一个闭环系统采用反馈来衡量实际的系统运行参数，如温度，压力，流量，液位，转速控制。这种反馈信号发送回的地方是较理想的系统设定点控制器。该控制器发一个误差信号，即启动纠正措施和驱动器输出设备所需的值。在直流电动机驱动上很容
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：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； 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 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——同理不断的修正行进的方向与速度形成闭环控制 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 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 开环控制系统方框图19例 开环控制系统的方框图： 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 控制量 控制量 控制量
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 8、自动升旗控制系统 9、宾馆火灾自动报警系统 控制量 控制量 控制量 控制量 控制量 控制量
10、宾馆自动叫醒服务系统 11、活动猴控制系统 13、家用缝纫机缝纫速度控制系统 14、普通电风扇控制系统 15、普通全自动洗衣机控制系统 16、手电筒控制装置 控制量 控制量 控制量 控制量 控制量 控制量
开环控制系统和闭环控制系统的优缺点 如果系统的输出端与输入端之间不存在反馈，也就是控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这样的系统称开环控制系统。 闭环控制系统是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。 开环控制系统的优点是结构简单，比较经济。缺点是无法消除干扰所带来的误差。 同开环控制系统相比，闭环控制具有一系列优点。在反馈控制系统中，不管出于什么原因（外部扰动或系统内部变化），只要被控制量偏离规定值，就会产生相应的控制作用去消除偏差。因此，它具有抑制干扰的能力，对元件特性变化不敏感，并能改善系统的响应特性。但反馈回路的引入增加了系统的复杂性，而且增益选择不当时会引起系统的不稳定。为提高控制精度，在扰动变量可以测量时，也常同时采用按扰动的控制（即前馈控制）作为反馈控制的补充而构成复合控制系统。
主要从三方面比较： 1、工作原理：开环控制系统不能检测误差，也不能校正误差。控制精度和抑制干扰的性能都比较差，而且对系统参数的变动很敏感。合闭环控制系统不管出于什么原因（外部扰动或系统内部变化），只要被控制量偏离规定值，就会产生相应的控制作用去消除偏差。控制精度和抑制干扰的性能都比较差，而且对系统参数的变动很敏感。因此，一般仅用于可以不考虑外界影响，或惯性小，或精度要求不高的一些场合。 2、结构组成：开环系统没有检测设备，组成简单，但选用的元器件要严格保证质量要求。闭环系统具有抑制干扰的能力，对元件特性变化不敏感，并能改善系统的响应特性。 3、稳定性：开环控制系统的稳定性比较容易解决。闭环系统中反馈回路的引入增加了系统的复杂性。
开环控制、半闭环控制、闭环控制的区别 2011-11-2 10:31 提问者：升玩就走|浏览次数：485次 数控技术 推荐答案 2011-11-2 13:39 开环：没有测量回路。 半闭环：有一个测量回路（主要反馈控制转速：编码器）注意：编码器有绝对值和相对值之分 全闭环：有两个测量回路（反馈转速+位置：编码器+光栅尺或外置编码器） | 其他回答共2条 2011-11-3 14:01Einstiphen|五级 以监测点的不同来区分三者。 开环控制就是系统按设定的参数来运转，不作监测，不反馈。 半闭环控制就是在系统的执行端之前（非最终端）设置监测，反馈回的信号可以对执行端之前的机构进行实时调整。 闭环控制是在系统的最终执行端设置监测，反馈回的信号直接用于系统整体调整。 开环系统最简单，成本低，但执行精度最差，基本无系统波动。 闭环系统最复杂，控制成本最高，但执行精度相当高，系统波动也最大。 半闭环系统介于以上两者之间。 |评论 2011-11-17 10:09wangpeng3219|二级 闭环 闭环也叫反馈控制系统，是将系统输出量的测量值与所期望的给定值相比较，由此产生一个偏差信号， 利用此偏差信号进行调节控制，使输出值尽量接近于期望值。举例：调节水龙头——首先在大脑 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——同理不断的修正行进的方向与速度形成闭环控制。 半闭环 半闭环控制系统:半闭环控制系统是在开环控制系统的伺服机构中装有角位移检测装置，通过检测 伺服机构的滚珠丝杠转角，半闭环控制系统图间接检测移动部件的位移，然后反馈到数控装置的 比较器中，与输入原指令位移值进行比较，用比较后的差值进行控制，使移动部件补充位移，直到 差值消除为止的控制系统。由于半闭环控制系统将移动部件的传动丝杠螺母不包括在环内，所以传动 丝杠螺母机构的误差仍会影响移动部件的位移精度，由于半闭环控制系统调试维修方便，稳定性好， 目前应用比较广泛。半闭环控制系统的伺服机构所能达到的精度、速度和动态特性优于开环伺服机构， 为大多数中小型数控机床所采用。 开环 相对闭环而言开环（kāi huán）英文名open-loop。开环相对于闭环而言，也叫开环控制系统。意思就是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；投篮——篮球出手后就无法再继续对其控制，无论球进与否，球出手的一瞬间控制活动即结束。
1 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：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； 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 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——同理不断的修正行进的方向与速度形成闭环控制 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 开环控制系统方框图19例 开环控制系统的方框图： 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 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（有无声音） 控制器（声电传感 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）
开环控制系统 一、教学目标 1.通过案例分析，归纳控制系统的基本特征； 2.分析典型案例，熟悉简单的开环控制系统的基本组成和简单的工作过程 3.学会用框图来归纳控制系统实例的基本特征，逐步形成理解和分析简单开环控制系统的一般方法 二、教学内容分析 本节是“控制与设计”第二节的内容，其内容包括“控制系统”、“开环控制系统与闭环控制系统的组成及其工作过程”是学生在学习控制在我们的生活和生产中的应用后，进一步学习有关控制系统的组成、工作方式以及两种重要的控制系统：开环控制和闭环控制，并熟悉它们工作原理和作用。 生活中不乏简单控制系统的应用，本部分内容的学习，正是要引导学生，从技术的角度、用控制的思维看周围的存在，分析其道理，理解其基本的组成和工作过程。 本课教学内容，从学生生活经验出发，从实例分析入手，归纳出对控制系统的一般认识，以及根据控制系统方式分类的开环控制系统和闭环控制系统两类，并侧重对开环控制系统的工作过程、方框图、重要参数进行分析。 本课要解决的重点是：开环控制系统的工作过程分析，用方框图描述开环控制系统的工作过程。 三、学习者分析 学生在前面的学习中已经学习和分析了控制在生活生产中的应用，获得了有关控制及其应用的初步感性认识和体验，但是对控制的基本工作方式和工作机理还缺乏了解，他们对进一步了解控制系统的知识是有探究的欲望的。结合前面的应用案例分析，进一步分析案例中控制是如何工作的，以及有怎样的工作方式，是学生学习的最近发展区。 四、教学策略： 1. 教法： 本章的教学结合具体的教学内容和目标我们采用“案例情景—机理分析— 总结归纳－认识提升”的模式展开。在教学中把知识点的教与学置于具体的案例情景当中，通过丰富而贴近生活的案例使学生从生活体验到理性分析的思维升华过程。同时关注学生能否用不同的语言表达、交流自己的体验和想法。通过富有吸引力的现实生活中的问题，使学生回想和体会控制系统的工作过程，激发学生的好奇心和主动学习的欲望。
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：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； 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 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——同理不断的修正行进的方向与速度形成闭环控制 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 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 开环控制系统方框图19例 开环控制系统的方框图： 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 控制量 控制量 控制量 控制量
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 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 控制量 控制量 控制量 控制量 控制量 控制量 控制量
12、公共汽车车门开关控制系统 14、普通电风扇控制系统 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 （压缩空控制量 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
开环控制与闭环控制的区别 “开环控制”与“闭环控制”的区别就在于控制系统中有无反馈环节，所谓闭环控制就是存在反馈环节的控制。这样的系统能够适时地检测控制的输出结果，并将检测到的信息通过反馈环节反映到输入端，调整输入量，达到修正控制误差、提高控制精确度的目的。反馈技术被广泛应用在各种需要精确控制的系统中，尤其是电子控制系统，比如：各种放大电路中的增益控制；环境的温度、湿度、水位、压力的控制；机械结构的位置控制、速度控制等等。因此常常使人觉得：闭环控制是复杂的、精确的、自动的控制方式，而开环控制相对的简单、粗糙和非自动。这种感觉常常造成初学者在分析系统时的误判，需要特别注意。 以普通家用压力锅的温度控制过程为例，在密闭状态下，锅内的温度与压力呈对应关系。加热锅体，锅内温度逐步升高，锅内压力也随之升高；当锅内的压力达到设定值时，高压将顶开压在排气阀上的重锤，排出蒸汽，使锅内压力降低，压力的降低又造成温度的降低。由于重锤的重量是恒定，因此当温度达到设定值之后，加热量和排气量将呈动态平衡，锅内压力保持在高于大气压力的一个恒定值上，锅内温度也保持在高于常压水的沸点温度的一个恒定值上（一般为110℃左右），不再继续升高。过程如下图所示： 分析这样一个控制问题，首先要界定所考察的系统范围。从整体效果上看，该控制过程的输入量是加热锅体，加热锅体导致的三个结果：锅体升温、锅内升压以及排气孔排气，都是输出量，而输出量并未反馈回来影响输入量，因此它是一个开环控制系统。而更细致的分析，应该把升温过程与恒压/恒温过程分别进行分析。分析时考察的系统范围不同，结论也不同。 ①压力锅的加热、升温、升压过程 把加热炉具与压力锅看成一个系统，压力锅体因外部加热而升温，分析加热的过程。输入量——接通电源或点火，输出量——锅体升温、锅内升压以及排气孔排气。控制过程如下图所示，与用炉火加热普通锅体的过程相同，属于开环自动控制。
什么叫开环和闭环控制系统 有反馈的控制系统就叫闭环控制系统。没有反馈的控制系统就叫开环控制系统。例如：一个加热的控制系统，你不管温度，只管加热，就是开环控制系统。如果一个加热的控制系统，可以通过温度的反馈，控制加热的功率或者加热时间，这个加热控制系统就叫闭环控制系统。 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；投篮——篮球出手后就无法再继续对其控制，无论球进与否，球出手的一瞬间控制活动即结束。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——同理不断的修正行进的方向与速度形成闭环控制开环闭环的区别：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，投篮第一次投篮投近了第二次投的时候用力一些，这也是一种反馈但不会对第一次产生影响了，所以是开环控制手动控制系统：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，自动门、自动路灯——自动开环系统 发动机电喷系统的闭环控制是一个实时的氧传感器、计算机和燃油量控制装置三者之间闭合的三角关系。氧传感器“告诉”计算机混合气的空燃比情况，计算机发出命令给燃油量控制装置，向理论值的方向调整空燃比(14.7：1)。这一调整经常会超过一点理论值，氧传感器察觉出来，并报告计算机，计算机再发出命令调回到14.7：1。因为每一个调整的循环都很快，所以空燃比不会偏离14.7：1，一旦运行，这种闭环调整就连续不断。采用闭环控制的电喷发动机，由于能使发动机始终在较理想的工况下运行(空燃比偏离理论值不会太多)，从而能保证汽车不仅具有较好的动力性能，还能省油。闭环控制，从输出量变化取出控制信号作为比较量反馈给输入端控制输入量，一般这个取出量和输入量相位相反，所以叫负反馈控制，自动控制通常是闭环控制。比如家用空调温度的控制闭环控制]闭环控制是控制论的一个基本概念。指作为被控的输出以一定方式返回到作为控制的输入端，并对输入端施加控制影响的一种控制关系。在控制论中，闭环通常指输出端通过“旁链”方式回馈到输入，所谓闭环控制。输出端回馈到输入端并参与对输出端再控制，这才是闭环控制的目的，这种目的是通过反馈来实现的。正反馈和负反馈是闭环控制常见的两种基本形式。其中负反馈和正反馈从达于目的的角度讲具有相同的意义。从反馈实现的具体方式来看，正反馈和负反馈属于代数或者算术意义上的“加减”反馈方式，即输出量回馈到输入端后，与输入量进行加减的统一性整合后，作为新的控制输出，去进一步控制输出量。实际上，输出量对输入量的回馈远不止这些方式。这表现为：运算上，不止于加减运算，还包括更广域的数学运算；回馈方式上，输出量对输入量的回馈，也不一定采取与输入量进行综合运算形成统一的控制输出，输出量可以通过控制链直接施控于输入量等等。闭环控制在各种控制实例中有具体的表现方式，比如上面举的汽车发动机燃烧控制。 开环控制系统与闭环控制系统方框图几例（仅供参考） 1.普通机械式电饭煲简单的工作过程如下：接通电源，拨动杠杆按钮，给出做饭指令，磁钢吸合，拉住与之相连的杠杆，杠杆拨动微动开关，微动开关
闭环控制系统学案 班级 姓名 学号 得分 教材梳理 1、系统的 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。 例：供水水箱的水位自动控制系统，加热炉的温度自动控制系统、花房温度控制系统、投篮、 家用电饭锅保温控制系统、家用电冰箱温度控制系统等。 基本组成：与开环控制系统相比，闭环控制系统多了 装置、比较器。 2、闭环系统的方框图如下： 上图的基本组成是： 检测出被控量并返回到系统的输入端； 是 ，他将 与所检测的 进行比较，求出偏差值； 将这一偏差值进行运算处理，并向执行器下达控制指令； 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。与开环控制系统相比，闭环控制系统多了一个由 组成的环节 巩固练习 1、供水水箱的水位自动控制系统 2、家用电冰箱温度控制系统 3、根据车流量大小自动改变红绿灯控制系统 ~ 给定量 （输入量） 控制量 < 机械或电气控制装置 ) 被控量 给定量 （ ） — 比较器 ， 电冰箱 被控量 （ ） 给定量 （设定的温度） ， 制冷量 比较器
4、家用压力锅工作原理P107 ! 5、加热炉的温度自动控制系统P113 ! 6、抽水马桶的自动控制系P120 7 ！ ？ 给定量 （ 被控量 * 给定量 被控量 给定量 （ 给定量 被控量 ） 制冷制暖
8、宾馆使用多台热水器串联电辅助加热自动控制系统 … 9、粮库温、湿度自动控制系统 \ 10、家用电饭锅保温控制系统 （ 被控量 ） 给定量 加热时间 被控量 粮库内 [ 给定量 （ 给定量 被控量 ）
问：解释一下“开环电路”“闭环电路”，如何区分某种电器是开环还是闭环？ 答：所谓开环是指无反馈电路非环状电路，而闭环即为有反馈的环状电路。 比如笔计本的电源适配器，它对输出电压（以DC19V居多）进行侦测反馈至前端并以此作为调节电压，使其输出衡定电压。而家用的射灯变压器（开关电源类）为开环电路，即它没有反馈电路，不对输出电压进行侦测反馈，它的输出电压随输入电压改变而发生改变。 问：什么叫开环控制电路？ 答：与控制对象只存在单向作用而没有反馈联系的控制电路。例如晶闸管供电的直流电动机开环控制系统（图1）。Ug作为系统的输入量，经过触发电路控制着晶闸管整流电路的输出电压，从而控制了电动机的转速，转速n称为输出量。这样，一定输入量Ug对应着一定的转速n。由图可见，该系统只有输入量对输出量的控制作用，而没有输出量再返回来影响系统控制作用的能力，这种系统叫开环控制系统。 在忽略了一些次要因数后，可写出方程式： 联立求解上述方程可得转速n的表达式，即为开环系统的机械特性方程式 式中Kc为晶闸管整流电路的放大系数，R∑为电枢回路总电阻，Ce为电动机的电动势系数，n0为开环系统电动机的理想空载转速，Δn为开环系统电动机的静态转速降。根据系统各环节的静态关系可以画出开环系统静态结构图（图2）。
从结构图可以看出，在控制通道中，只有输入量Ug对输出量n产生控制作用。电枢压降IdR∑是负载扰动，当负载扰动IdR∑变化时，如果没有人工干预，则输出量n必将改变。这说明开环系统抗扰动能力是很差的，它对控制过程中可能出现的偏差没有任何修正能力。因此它的控制精度较低，常用在要求不高的场合。 问：什么叫闭环控制电路 答：闭环控制电路是指与控制对象存在反馈联系的控制电路。开环控制电路结构简单，成本低，但控制精度较低。为在系统中保持转速的恒定，可以加入一些测量比较元件组成闭环系统（图1）。 闭环控制测速发电机SF（图中TG）就是测量元件。将测速发电机的电压取出一部分Uf与给定电压Ug反向串联，并将差值ΔU作为放大器的输入信号，即ΔU＝Ug-Uf。自动调速过程如下：设电动机(M)原来稳定工作于额定转速，若负载突然增大，主回路电压降增大，电动机转速下降，反馈电压Uf也随之下降。由于给定电压Ug没有变，所以加到放大器输入端的电压ΔU 便自动升高，它使晶闸管整流电路输出电压Ud增加，补偿了所增大的电压降，于是电动机转速又回升到接近原来的数值。反馈作用有两种情况，若反馈信号和原输入信号极性相同叫正反馈；反之，叫负反馈。正反馈使系统放大倍数增大，负反馈使系统放大倍数减小。在自动控制系统中主要应用的是负反馈。在单闭环调速系统中，忽略一些次要因数后，各环节的静态（稳态）规律如下:电压比较环节ΔU＝Ug-Uf；放大器Uk=KpΔU；触发器及晶闸管整流装置Ud=KsUk；晶闸管-电动机系统开环机械特性n=(Ud-IdR∑)/Ce;测速发电机Uf=αn。以上各式中，Kp是放大器的电压放大倍数；Ks是晶闸管装置的电压放大倍数；α是测速发电机的反馈系数。上述关系式中消去中间变量，可得转速负反馈单闭环调速系统的静特性方程式 式中K＝KpKsα/Ce，叫做闭环系统的开环放大倍数，它好象是在测速发电机输出端把反馈回路断开，从放大器输入一直到测速发电机输出的总的电压放大倍数，是各个环节单独放大倍数的乘积。这里是以1/Ce＝n/ED作为电动机环节的“放大倍数”的。 闭环调速系统的静特性根据调速系统各环节的静态关系式可以画出系统的静态结构图(图2)。图中各方块中的符号是该环节的放大倍数，或称传递函数。比较一下闭环系统静特性和开环系统机械特性，就能清楚地看出闭环控制的优越性。如果断开反馈回路，则上述系统的开环机械特性是
闭环控制系统的各部分结构的基本概念的归纳总结 刘琼发 编者按：2011年11月11日，湖南省教育厅，邀请广东科技出版社出版的通用技术教材必修1与必修2的主编刘琼发教授，为湖南省2011通用技术教师教学研讨会作了专题报告，现将刘教授的一些观点与说法整理成文，并分成几个部分刊登，因为刘教授的观点新，证据足，实例丰富，值得探讨与交流，并期望能给中国的通用技术教学带来正确的前进方向。 一、闭环控制系统的各部分结构的基本概念的归纳总结 (1) 给定量：控制者给定的基准值，又叫希望值。 (2) 比较量：由被控量送来的样品，用来和给定量作比较，比较量和给定量一定是同一量纲。 (3) 比较器：将给定量与比较量进行比较，得到差值，并转换成另一种量（可能是另一种量纲）送到控制器。 (4) 控制器：将比较器输出的量进行放大处理，然后将控制的控制量（或指令）送到执行器，控制器输出的还不是强信号召力。 (5) 执行器：把控制器输出的控制量（或指令）转换成物理量，该量可以是力，电流，电压，功等不同量纲的物理量，用来直接控制推动被控对象。 (6) 被控对象：控制者实施控制的物体，被控制时一定会改变它的状态，如改变它的方向，角度，速度，高度，温度，等等;被控对象的另一个特征是：它的输出量的积累迭加，并直接造成，导至被控量的改变。 (7) 输出量：由被控对象输出，它的输出积累迭加，并直接造成，导至被控量的改变。 该量可能与被控量同一个量纲，例如自行车闭环控制系统中，被控的自行车的车头角度与道路的方向量纲相同。 被控对象的输出量也可能与被控量不是同一个量纲，例如自来水塔闭环控制系统中，被控对象的输出量是水的流量（立方米秒），而被控量是水塔
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
如何判断开环控制系统与闭环控制系统 误区：自动的控制系统是闭环控制系统； 有检测装置就是闭环控制系统（因为检测装置未必将检测到的信号信号反馈回输入端进行比较）； 基本概念：开环控制系统是由输入来控制输出的单向控制； 闭环控制系统是输出量通过检测装置反馈回输入端参与控制的控制系统； 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 控制方框图： 其控制过程是： 当实际水位较低时，浮子在较低的位置通过杠杆打开进水阀门，随后的实际水位会上升。（请注意：这是由于实际水位较低，通过控制让随后的实际水位上升）当实际水位上升到一定高度时，浮子处在较高的位置，通过杠杆将进水阀门关闭，随后水箱的位置保持在一定的高度。（请注意：实际水位会保持在一定高度的结果是由于实际水位达到给定值的缘故） 由此可见，闭环控制系统的带有反馈的控制过程实际上就是“结果”控制“结果”的过程。 因此，只有原输出量影响随后的输出量的控制过程才是闭环控制过程。
当感应器检测到有雨，把信号传给开关电路，命令开关接通电路，电动机通电而转动，带动衣架收回。当感应器检测到有阳光，命令开关倒接电路，从而电动机倒转，带动衣架伸出。请问此例是开环控制系统还是闭环控制系统？ 先分析有雨收回的过程。其被控对象是衣架，输出量是收回衣架，衣架之所以收回不是因为衣架的收缩或伸出而收回，而是有雨才收回的，因此是雨对衣架的单向控制。所以它是开环的控制系统。有人就会疑问：它还有检测到阳光而伸出的反向控制过程，这两个合在一起应该是闭环的？没有疑问，还是开环的。因为，阳光控制它伸出是阳光对衣架伸出进行的单向控制，跟雨控制衣架收回是一样的道理。没有检测原来的衣架位置，而对随后的衣架位置产生影响的反馈控制过程。 方框图： 另，提供一条经验：输入量与输出量不是同一种物理量就不可能是闭环控制过程(为什么?)。
学号：_________ Hefei University 控制理论与仿真I 综述报告 报告题目：混合控制系统的分析 专业班级： 14自动化（2）班 学生姓名：一页书生 教师姓名：李老师 完成时间： 2016.12.10
混合控制系统的分析 中文摘要 自动控制理论是研究自动控制共同规律的技术科学。它的发展初期，是以开环与闭环理论为基础的自动调节原理，主要用于工业控制，二战期间为了设计和制造飞机及船用自动驾驶仪，火炮定位系统，雷达跟踪系统以及其他基于反馈原理的军用设备，进一步促进并完善了自动控制理论的发展。本文首先介绍了开环与闭环控制系统，然后分析了它们各自的优缺点并进行了比较，最后展示了一些在实际生活中应用实例。 关键词：自动控制；开环控制系统；闭环控制系统；优缺点
The analysis of the hybrid control system Chinese Abstract Automatic control theory is the study of automatic control common law science and technology Its early stage of development, is based on the theory of open loop and closed loop automatic regulating principle, mainly used in industrial control, during the second world war in order to design and manufacture of aircraft and Marine autopilot, artillery positioning system, radar tracking system and other military equipment based on feedback principle, to further promote and perfect the development of automatic control theory This article first introduces the open loop and closed loop control system, then analyzes their respective advantages and disadvantages and on the basis of the comparison, finally shows some practical examples Key words: automatic control; Open loop control system; A closed-loop control system; The advantages and disadvantages