开环控制系统和闭环控制系统..

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——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，的系统 举例：调节水龙头——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 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 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 控制量控制量控制量控制量 控制量 控制量控制量 控制量 输入量 （定时时间） 控制量10、宾馆自动叫醒服务系统11、活动猴控制系统 12、公共汽车车门开关控制系统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 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19、电吹风控制系统控制量 控制量（压缩空控制量控制量控制量 控制量 控制量控制量控制量闭环控制系统方框图12例闭环控制系统的方框图：1、投篮2、供水水箱的水位自动控制系统3、加热炉的温度自动控制系统4、抽水马桶的自动控制系统5、花房温度控制系统给定量被控量给定量被控量给定量被控量给定量被控量给定量给定量 被控量控制量6、夏天房间温度控制系统7、家用电饭锅保温控制系统8、家用电冰箱温度控制系统9、宾馆使用多台热水器串联电辅助加热自动控制系统10、粮库温、湿度自动控制系统11、自动电热水壶控制系统给定量被控量房内实被控量给定量 控制量被控量 冰箱实给定量 给定量被控量—80℃） 控制量被控量 粮库内给定量（设定控制量给定量控制量。

闭环控制与开环控制控制系统在工业自动化领域中起着至关重要的作用，其中闭环控制和开环控制是两种常见的控制策略。

本文将介绍闭环控制和开环控制的基本概念、原理及其应用，并探讨两者的优缺点以及在实际应用中的选择。

一、闭环控制闭环控制，又称反馈控制，是一种通过测量输出并将其与期望值进行比较，然后根据差异来调整输入，以实现系统稳定运行的控制方式。

闭环控制系统一般由传感器、控制器和执行器组成。

其基本原理是通过不断监测和调整系统输出，使其接近或稳定于期望状态。

闭环控制可以提供更稳定、更精确的控制效果。

通过实时的反馈信息，闭环控制可以补偿外部环境变化和系统误差，使系统更具鲁棒性。

闭环控制广泛应用于诸多领域，如温度控制、位置控制、速度控制等。

在这些应用中，闭环控制可以实现精确的控制目标，并对系统的稳定性和鲁棒性有较高的要求。

然而，闭环控制也存在一些缺点。

首先，闭环控制系统的设计和调试较为复杂。

其次，闭环控制需要传感器对系统的输出进行实时监测，从而增加了系统的成本和复杂度。

此外，闭环控制往往需要较快的反应速度，因此需要较高的计算能力和实时性。

二、开环控制开环控制，又称前馈控制，是一种根据预先设定的输入信号来控制系统的运行，而无需实时的反馈信息。

开环控制系统一般由输入设备、控制器和执行器组成。

开环控制通过预先确定的输入信号来指导系统运行，而忽略了系统输出与期望值之间的差异。

开环控制具有设计简单、调试容易的优点。

由于不需要实时的反馈信息，开环控制可以在很多应用中实现较低成本和复杂度的控制。

因此，在一些对控制精度和稳定性要求不高的应用中，开环控制是一个有效的选择。

然而，开环控制也存在一些限制。

首先，开环控制系统对外部环境的干扰和系统误差较为敏感，无法自动调整。

其次，由于没有反馈信息，开环控制无法实时纠正系统偏差，导致输出与期望值之间可能存在较大的误差。

因此，在一些对控制精度和稳定性要求较高的应用中，开环控制无法满足需求。

三、闭环控制与开环控制的应用闭环控制和开环控制在不同的应用场景中表现出各自的优势。

日常生活中的开环和闭环控制系统的例子开环控制系统和闭环控制系统是控制工程中常用的两种控制方式。

开环控制系统是指输出不受控制系统内部状态的影响，而闭环控制系统是指输出受控制系统内部状态的影响。

下面将从日常生活中的例子来详细介绍这两种控制系统。

1. 音响控制系统：开环控制系统：当我们使用遥控器调节音响音量时，开环控制系统会根据我们的指令直接调节音响的音量，而不会考虑当前音量是否合适。

闭环控制系统：当我们使用有音量调节功能的耳机时，闭环控制系统会通过内置的传感器检测当前的音量，并根据我们的指令调整音量大小，使得输出音量达到我们期望的水平。

2. 温度调节器：开环控制系统：当我们使用普通的电风扇来调节室内温度时，开环控制系统会根据我们的指令调节风扇的风速，但无法感知室内温度是否达到我们期望的温度。

闭环控制系统：当我们使用具有温度传感器的空调来调节室内温度时，闭环控制系统会通过感知室内温度，并根据我们的指令调整制冷或制热模式，从而使得室内温度稳定在我们期望的范围内。

3. 洗衣机：开环控制系统：当我们使用普通的洗衣机洗衣服时，开环控制系统会按照我们的指令进行洗涤和漂洗等操作，但无法感知衣物的清洁程度。

闭环控制系统：当我们使用具有传感器的智能洗衣机时，闭环控制系统会通过感知洗涤水的浑浊度来判断衣物的清洁程度，并根据我们的指令调整洗涤和漂洗的次数，从而使得洗衣效果更好。

4. 自动灯控系统：开环控制系统：当我们手动控制灯的开关时，开环控制系统会根据我们的指令直接打开或关闭灯，而不会考虑当前环境的亮度。

闭环控制系统：当我们使用具有光敏传感器的自动灯控系统时，闭环控制系统会通过感知环境的亮度，并根据我们的指令调整灯的亮度，使得室内光照始终保持在一个合适的水平。

5. 汽车巡航控制系统：开环控制系统：当我们在高速公路上使用定速巡航功能时，开环控制系统会根据我们的指令维持车辆的恒定速度，而不会考虑前方交通情况。

闭环控制系统：当我们使用具有雷达传感器的自适应巡航控制系统时，闭环控制系统会通过感知前方车辆的距离和速度，并根据我们的指令调整车辆的速度，以保持与前车的安全距离。

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。

简述控制系统的四种分类控制系统是一种能够对所控对象进行调节和管理的系统，广泛应用于工业、交通、电力等领域。

根据不同的分类标准，控制系统可以分为四种类型，分别是开环控制系统、闭环控制系统、模糊控制系统和自适应控制系统。

一、开环控制系统开环控制系统也称为正馈控制系统，是最简单的一种控制系统。

它的基本原理是根据已知的输入信号，通过数学模型和静态特性，预先设定好控制器的输出信号，进而控制被控对象的状态。

开环控制系统没有反馈信号来校正输出结果，只能根据已知的输入来进行控制。

由于无法对系统误差进行补偿，开环控制系统对外界干扰较为敏感，容易导致输出偏差。

二、闭环控制系统闭环控制系统也称为反馈控制系统，是一种通过反馈信号来校正输出结果的控制系统。

它与开环控制系统相比，具有更高的稳定性和鲁棒性。

闭环控制系统通过传感器获取被控对象的实际输出信号，并与预期输出信号进行比较，产生误差信号，再经过控制器进行处理，最终调整被控对象的状态。

闭环控制系统能够自动修正输出结果，对干扰和参数变化具有较好的适应性。

三、模糊控制系统模糊控制系统是一种基于模糊逻辑的控制系统，适用于复杂、非线性和模糊的控制问题。

它通过模糊化输入和输出信号，建立模糊规则库，并通过推理和模糊解模糊运算来计算控制信号。

相比传统的精确数学模型，模糊控制系统能够更好地应对系统的不确定性和模糊性，具有较强的鲁棒性和适应性。

模糊控制系统在自动驾驶、空调控制等领域有着广泛的应用。

四、自适应控制系统自适应控制系统是一种能够根据被控对象的动态特性和环境变化来自主调整控制策略的控制系统。

它通过建立数学模型和辨识算法，实时监测和估计被控对象的参数和状态，并根据实际情况调整控制器的参数和结构，以达到最优控制效果。

自适应控制系统能够应对系统参数的变化和外界干扰，提高控制系统的性能和稳定性。

自适应控制系统在飞行器、机器人等领域有着重要的应用。

总结：控制系统根据不同的分类标准可以分为开环控制系统、闭环控制系统、模糊控制系统和自适应控制系统。

如何判断开环控制系统与闭环控制系统浙江省仓南县勤奋高中林伯宽2008-6-22误区：自动的控制系统是闭环控制系统；有相反的控制过程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；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。

设计一种自动伸缩的晾衣架：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，它的控制不是“结果”控制“结果”，而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。

（当然要建立在输入量、输出量非常明确的基础上）我们现在来看看，压力锅烧开水的过程：经过约十分钟时间的加热，高压锅开始了第一次喷汽，随后停止喷汽，约十秒以后开始第二次喷汽，随后又停止喷汽，约五秒后开始第三次喷汽，随后又停止喷汽，约两秒后开始第四次喷汽，接着就不间断地平稳喷汽。

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，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，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；同理不断的修正行进的方向与速度形成闭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、自动升旗控制系统控制量控制量控制量控制量控制量控制量控制量输入量控制量控制量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控制量控制量控制量控制量控制量控制量控制量19、电吹风控制系统闭环控制系统方框图12例闭环控制系统的方框图：1、投篮2、供水水箱的水位自动控制系统3、加热炉的温度自动控制系统控制量给定量被控量给定量 被控量给定量 被控量给定量4、抽水马桶的自动控制系统5、花房温度控制系统6、夏天房间温度控制系统7、家用电饭锅保温控制系统8、家用电冰箱温度控制系统9、宾馆使用多台热水器串联电辅助加热自动控制系统被控量给定量给定量被控量房内实给定量被控量控制量被控量给定量被控量冰箱实给定量给定量被控量控制量10、粮库温、湿度自动控制系统11、自动电热水壶控制系统被控量 粮库内给定量（设定控制量给定量控制量。