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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。
开环和闭环的简单举例
（1）开环
开环是许多系统结构中的一种常见形式，是指没有回路的结构。
一个常见的开环系统
是水温控制器，它通常可以分为三个部分：感温器、控制器和动力设备。
感温器会检测水
的温度，然后将温度信号发送给控制器，控制器会根据检测到的温度信号，来调节动力设备，使水的温度保持在正确的水平，而不存在回路。
另外，财务系统也是一种开环系统，
它没有明显的闭环结构，而是从发放资金过程中到支付和报告，后续过程不会影响前面过程，因此，财务系统也是一种开环系统。
（2）闭环
闭环是另一种常见的系统结构，也就是它的输出会反馈给它的输入，产生一个连续的
反馈回路，使输出变量维持在特定的水平，如果把闭环系统比作是一体，常犹指的目标就
是使系统安定，或者说是要保持一定的状态。
常见的一些闭环系统有温度控制、速度控制、湿度控制等等。
例如，酒店中空调自动温度控制系统就是一个闭环系统，感温器会检测房
间的温度，然后将温度信号发送给控制器，控制器会根据检测到的温度信号，来调节空调
的除湿调节，这个系统的输出会反馈回空调除湿调节，这就是闭环系统。
开环控制系统和闭环控制系统的例子
1. 你知道家里面的那种普通电扇吗？它就是开环控制系统的例子呀！你打开开关，它就一直转，完全不管周围温度啥样，只知道傻乎乎地转，这多直接！
2. 哎呀，那些自动贩卖机不也是嘛！你投了币，选择了商品，它就按照设定好的程序给你出货，根本不会因为你的喜好改变而改变，这是典型的开环控制系统呀！
3. 咱再想想，公园里的那种定时喷泉，到点就喷，管它有没有人看呢，可不就是开环控制系统嘛，多么形象！
4. 像空调的温度控制系统就是闭环控制系统啦！它会感知室内温度，热了就制冷，冷了就制热，这多贴心啊，不停地调整来让你舒服！
5. 还有啊，你想想汽车的定速巡航，它能根据车速的实际情况去调整油门，让车保持在设定的速度，这可是闭环控制系统在发挥作用呢！
6. 你家里如果有那种智能扫地机器人，它在清扫的过程中会根据环境去改变路线，避免碰撞，这就是闭环控制系统呀，多厉害！
7. 血压计不也是嘛！它能实时测量你的血压，然后告诉你结果，这就是一个不断反馈和调整的过程，闭环控制系统就在为你的健康服务呢！
8. 很多工厂里的生产线上的自动控制系统也是闭环的呀！它会根据产品的质量情况去调整生产参数，这不就是在努力做到最好吗，就像人一样会自我改进！
9. 智能灌溉系统也挺神奇的哟！它可以根据土壤的湿度来决定要不要浇水，多智能呀，绝对是闭环控制系统的优秀代表呢！
我觉得开环控制系统和闭环控制系统都有各自厉害的地方，在我们生活中真的太重要啦！它们让我们的生活变得更加方便、高效和智能呢！。
开环和闭环
引言
介绍
开环
开环的英文名是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。
开环就相当于单向操作，我们给控制器一个值，控制器就按这个值操作控制。
也就是只控制输出，不计后果的控制。
这种系统比较简单，容易掌握使用，工作稳定，但精度和速度的提高受到限制，所以一般仅用于不考虑外界影响，或惯性小、精度要求不高的一些系统。
打个比方，开环相当于开水龙头，你拧到什么位置，水龙头就出多少大小的水，没有反馈信号。
闭环
开环与闭环的区别
工作原理不同
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。
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。
闭环控制的优点是充分发挥了反馈的重要作用，排除了难以预料或不确定的因素，使校正行动更准确，更有力。
但它缺乏开环控制的那种预防性。
如在控制过程中造成不利的后果才采取纠正措施。
因此，一般广泛应用于对外界环境要求比较高、高精度场合。
结构组成不同
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。
稳定性不同
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。
后续。
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。
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。
通用技术开环和闭环控制系统引言在现代工程领域，控制系统被广泛应用于各种设备和机器中，用于监测和调节系统的运行状态。
控制系统根据设定的目标值对系统进行控制，以使系统达到预期的工作状态。
在控制系统中，存在两种基本的控制策略，即开环控制和闭环控制。
本文将对开环控制和闭环控制的基本概念和技术进行介绍，并讨论它们在通用技术中的应用。
开环控制系统开环控制系统是一种基本的控制策略，它通过将输入信号直接传递给执行器来控制系统的输出。
在开环控制系统中，不考虑系统的实际输出和期望输出之间的差异，也不对实际输出进行测量和反馈。
因此，开环控制系统的控制效果主要依赖于输入信号和执行器的性能。
开环控制系统具有简单、稳定等优点，适用于一些简单且可预测的系统。
例如，开环控制系统经常应用于家用电器中，比如电磁炉和微波炉等。
在这些设备中，输入信号和执行器之间的关系相对简单，因此开环控制系统可以实现较好的控制效果。
然而，开环控制系统也存在一些缺点，例如对参数变化和噪声的鲁棒性较差。
闭环控制系统闭环控制系统是一种比较复杂的控制策略，它将系统的实际输出与期望输出之间的差异作为反馈信号，通过调节输入信号控制系统的输出。
闭环控制系统通过不断测量和反馈实际输出来实现对系统的精确控制，并具有较好的鲁棒性和适应性。
闭环控制系统通常包括传感器、控制器和执行器等组件。
传感器用于测量系统的实际输出，控制器根据实际输出和期望输出之间的差异计算调节量，执行器根据控制器的输出执行相应的操作。
闭环控制系统通过不断测量和反馈实际输出，使系统的输出逐渐趋近于期望输出，从而实现对系统的控制。
闭环控制系统在工业自动化、机器人技术等领域得到广泛应用。
例如，在自动驾驶车辆中，闭环控制系统可以通过传感器测量车辆的位置和速度，并根据目标路线和速度计算调节量，控制车辆的行驶方向和速度。
闭环控制系统的高精度和鲁棒性可以使自动驾驶车辆在复杂的交通环境中准确地执行各种操作。
开环和闭环的比较开环控制系统和闭环控制系统的选择取决于实际应用中的需求和要求。
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。
例如在数控机床中由步进电动机和步进电动机驱动线路组成。
数控装置根据输入指令，经过运算发出脉冲指令给步进电动机驱动线路，从而驱动工作台移动一定距离。
这种系统比较简单，工作稳定，容易掌握使用，但精度和速度的提高受到限制。
所以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经济型数控机床。
闭环控制则是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。
例如在数控机床中由伺服电动机、比较线路、伺服放大线路、速度检测器和安装在工作台上的位置检测器组成。
这种系统对工作台实际位移量进行自动检测并与指令值进行比较，用差值进行控制。
这种系统定位精度高，但系统复杂，调试和维修困难，价格较贵，主要用于高精度和大型数控机床。
正文（我的理解）：
开环与闭环关系:
经典控制理论中，分析线性定常系统的性能，使用分析工具和公式时，开环传递函数和闭环传递函数交织一起，使人疑惑。
首先，明确系统结构的基本概念：前向通路G,反馈H，开环为GH,闭环P=G/(1+GH)。
性能指标主要是稳、快、准，三个方面。
1.稳
判稳本来可以通过直接求“闭环传递函数的极点，检验极点是否都是负实部来实现。
但是，解高次方程太麻烦，所以出现了许多便宜的替代方法。
1)劳斯判据就是用“闭环传函”分母多项式系数来列表实现的。
2)频率特性判稳
奈奎撕特图
依据幅角原理，本来是对闭环传函分母1+GH(s)，用jw代替s，当w从0到无穷变化时，考查1+GH(jw)曲线包围原点0的情况。
但觉得画出GH(jw)还要平移1，麻烦！干脆偷懒不平移，只考查GH(jw)曲线包围-1的情况，由此推导出奈氏判据。
此时GH(jw)曲线和补偿的90v大圆弧合称奈奎撕特曲线。
这就是奈奎撕特图借助开环传函来绘制的缘由。
Bode
由于Bode图与奈奎撕特图有很好的对应性，且工业界用得更广，所以把奈氏判据推广到借助Bode图的对数稳定判据。
因此，Bode图也借助开环传函来绘制。
其实，工业界也绘制独立元部件如运放的Bode图，不是用于判稳，只用于查看该元部件（系统）的带宽、谐振频率等频率特性，也即绘制闭环系统的Bode 图。
2.快
1)时域
“快”即动态性能，该指标主要用于研究特定输入下，系统输出的表现，即输出跟随复现输入的能力，这和闭环传函密切相关，所以教材中的时域公式用“闭
环传函”参数与性能指标联系起来。
所以单位阶跃响应动态性能指标都与闭环传函相关。
2)频域
频域性能指标（如谐振频率，谐振峰值）本来是某环节元件（即小系统，可以是闭环，也可能是开环系统）的指标，应该依据该环节的传递函数P(s)转化成频率特性P(jw)求解。
但是，这个环节（小闭环系统）可以成为更大闭环系统的前向通路。
如果从大系统角度看，如果此时大系统是单位负反馈，该环节恰好表现成大系统的开环传递函数。
因而令人疑惑。
3.准
准即稳态误差。
本来是求出误差信号的表达式e(t)，然后求终值。
因为可以借助于拉普拉斯变换，有便利的办法。
先求误差传递函数Pe(s)。
那么E(s)=R(s)*Pe(s)。
输入信号是时间的幂函数，如阶跃、斜坡、加速度等，则可以用总值定理求解稳态值。
还有更便利的，因为Pe(s)=1/(1+GH)，所以先对Pe(s)用终值定理分析，令s->0，使得Pe(s)化简。
此时发现Pe的一部分GH，即开环传递函数，与稳态误差相关。
这就是型别和开环增益与稳态误差系数的关系。
这当然让人错觉误差与开环传递函数相关。
输入是周期函数时，只能用频率特性了。
由于Pe(jw)不能像时域那样化简，所以可以看到，误差和系统闭环结构是相关的。
总结:
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
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。
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。
自动控制原理是一门理论性较强的课程，所涉及的数学基础从微积分、复变函数、离散数学到矩阵理论。
学习过程中发现很多问题其实是被数学问题难倒，从而产生了畏难情绪，影响学习效果。
为此我认为，首先要明确自控原理课的学习目的：让自己建立控制理论的概念，学会控制系统的分析方法，为今后的专业课学习打下良好的基础，而不是仅仅会做题。
因此在学习过程中应当“强调概念，淡化计算”。
应注重对基本概念、原理和方法的介绍，而不是解题技巧。
在教学过程中更应注重对每个定理，公式的物理意义的解释，学习重点放在对计算结果的分析上，这样有助于今后专业技术课程的学习。
另外，在学习中要还可通过分析各种理论方法之间的关联，起到温故而知新的作用。
比如，通过对同一开环传递函数绘制根轨迹、伯德图和奈氏图，使我进一步了解根轨迹的用途和稳定判据
的用法。
自动控制原理课现在都采用了多媒体教学。
多媒体不应当仅仅是简单地把以往的黑板板书转移到电脑上并用幻灯片显示出来。
事实上，通过多媒体可以实现板书教学无法达到的很多功能。
比如，在学习PID控制时，可以在课堂上显示一些实际生产过程应用中的PID控制器实例，增强学生的兴趣；同时可以通过仿真软件的演示，有力地说明比例、积分、微分控制的作用，并且通过改变控制器参数，表现其对系统响应的影响，加强了对理论推导的验证，强化了学生的印象。
这就充分发挥了多媒体这一工具的有力作用，提高了学生对课程的学习兴趣，加强了对学习内容的理解和掌握。
最后感谢李秀娟老师的无私奉献与指导!。
