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。

在运动技能和控制领域，开环和闭环是两种常用的控制系统模型，用于描述人类在执行运动任务时的动作控制过程。

开环控制系统：
开环控制是一种预先设定的控制系统，动作的执行不受外部反馈的影响。

在开环控制中，执行者根据任务的要求和先前的经验，通过预定的运动模式和指令来完成动作。

开环控制的特点：
执行者在动作进行过程中没有实时的反馈信息。

控制过程主要基于内部模型和预设的指令。

对环境变化和误差没有实时的修正机制。

例子：高尔夫球挥杆是一个典型的开环控制过程。

高尔夫球手在进行挥杆动作时，根据目标、距离和风向等因素，预先设定挥杆的力度和方向，而在挥杆过程中没有实时的视觉或感觉反馈来修正动作。

闭环控制系统：
闭环控制是一种通过实时的感觉反馈来修正和调整运动执行的控制系统。

执行者接收来自感觉器官的反馈信息，根据这些信息来调整动作以达到预期的目标。

闭环控制的特点：
执行者通过感觉反馈来实时监控和调整动作。

控制过程可以根据反馈信息对误差进行修正。

环境变化和任务需求的变化可以通过反馈信息进行适应性调整。

例子：乒乓球发球是一个典型的闭环控制过程。

发球者在发球过程中会通过观察乒乓球的轨迹、听觉反馈和触觉反馈等来调整发球的速度、角度和旋转，以确保球的落点和球的轨迹符合预期。

综上所述，开环控制和闭环控制是描述人类运动技能和控制过程的两种模型。

在实际运动中，开环和闭环控制往往同时存在，根据任务的不同和执行者的经验水平，可以灵活地选择合适的控制策略。

《开环电子控制系统和闭环电子控制系统》导学案一、导入电子控制系统是摩登工业中常见的控制系统，它通过电子设备和计算机技术实现对设备、机器或系统的控制和监测。

在电子控制系统中，开环控制和闭环控制是两种常见的控制方式。

本次导学案将重点介绍开环电子控制系统和闭环电子控制系统的观点、原理和应用。

二、观点诠释1. 开环电子控制系统：开环电子控制系统是指在控制过程中，控制器输出的控制信号不受被控对象状态的影响，即控制器输出的信号直接作用于被控对象，而不思量被控对象的实际状态反馈信息。

2. 闭环电子控制系统：闭环电子控制系统是指在控制过程中，控制器输出的控制信号受到被控对象状态的反馈影响，通过传感器获取被控对象的实际状态信息，再经过比较和调节后输出控制信号，实现对被控对象状态的准确控制。

三、原理分析1. 开环电子控制系统的原理：在开环控制系统中，控制器输出的信号直接作用于被控对象，不思量被控对象的实际状态反馈信息。

这种控制方式简单直接，但缺乏对被控对象状态的准确监测和调节，容易受到外部环境和干扰的影响。

2. 闭环电子控制系统的原理：在闭环控制系统中，通过传感器获取被控对象的实际状态信息，并与期望状态进行比较，再经过控制器调节输出控制信号，实现对被控对象状态的准确控制。

闭环控制系统具有较高的控制精度和稳定性，能够有效抑止外部干扰和变化。

四、应用实例1. 开环电子控制系统应用：开环控制系统适用于一些简单的控制场景，如家用电器、照明系统等，因为这些系统对控制精度要求不高，且受到外部干扰较小。

2. 闭环电子控制系统应用：闭环控制系统广泛应用于工业自动化、航空航天、医疗设备等领域，因为这些系统对控制精度和稳定性要求较高，需要实时监测和调节被控对象的状态。

五、知识拓展1. 开环与闭环控制系统的比较：开环控制系统简单直接，但稳定性和控制精度较差；闭环控制系统精度高、稳定性好，但设计和调试难度较大。

2. 控制系统的发展趋势：随着科技的发展，控制系统将向着智能化、自适应化方向发展，结合人工智能、大数据等技术，实现更高效、智能的控制和监测。

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。

控制系统的闭环控制与开环控制比较控制系统是指通过对输入和输出进行监测、比较并校正的一种系统。

而控制系统可以分为闭环控制和开环控制两种形式。

闭环控制和开环控制是两种常见的控制系统方案，它们在工程实践中有着不同的应用和优势。

闭环控制是指通过对系统的反馈信息进行监测、比较并调整系统输出的一种控制方式。

在闭环控制系统中，系统会通过传感器获取系统的输出信息，并与设定值进行比较，然后根据比较结果对系统进行调整。

闭环控制系统可以实现对系统的精确控制和稳定性控制，因为它能够根据实际输出信息实时调整系统的工作状态。

闭环控制系统常见的应用包括温度控制、电机控制等。

相反，开环控制是指在控制系统中，输出信息并不会对系统的控制产生影响。

在开环控制系统中，控制器会根据预设的输入信号直接控制执行机构。

开环控制系统主要通过预先设置的参数和模型来进行系统控制，无法根据实际输出信息进行动态调整。

开环控制系统通常用于一些不需要很高精度和稳定性要求的情况，例如电灯的开关控制。

闭环控制和开环控制在应用上有一些明显的区别。

闭环控制系统比开环控制系统更加灵活和精确。

闭环控制系统可以根据实际输出信息及时调整控制器的参数，使得系统对外界干扰的抵抗能力更强。

而开环控制系统对外界变化和干扰的适应性较差，容易受到环境影响而产生误差。

然而，闭环控制系统较开环控制系统更为复杂和昂贵。

闭环控制系统需要搭建反馈回路，增加了系统的复杂性和成本。

在某些应用场景中，开环控制系统可以通过合理的预设参数和模型实现较为简单的控制需求。

综上所述，闭环控制和开环控制是控制系统中常见的两种控制方案。

闭环控制系统通过对系统的反馈信息进行监测和调整，可以实现精确的控制和稳定的工作状态，然而它也更为复杂和昂贵。

而开环控制系统通过预设的参数和模型进行控制，具有简单和经济的特点，但抵抗外界干扰能力较弱。

在实际应用中，需要根据具体情况选择闭环控制或开环控制，以满足系统的需求。

开环和闭环的区别开环和闭环是系统控制领域中两个重要的概念。

它们描述了系统控制中输入和输出之间的关系，以及系统控制中反馈的作用。

本文将详细介绍开环和闭环的区别，并讨论它们在不同领域中的应用。

1. 定义和基本原理：开环控制是指在控制系统中，输出信号不会反馈给输入的情况下进行的控制。

它通过人为设定或预测的控制信号来控制系统。

开环控制不考虑系统输出与期望输出之间的差距，也没有对系统的状态进行监测和调整。

闭环控制（也称为反馈控制）是一种控制系统，在该系统中，系统的输出信号被反馈给输入，以根据输出信号对输入信号进行调整。

闭环控制通过比较实际输出与期望输出之间的差距来进行调整，以使系统达到所需的输出。

2. 基本组成：在开环控制中，控制器接收输入信号并产生输出信号，该输出信号直接作为控制系统的输入。

开环系统中通常包括传感器、执行器和控制器。

但是，由于没有反馈机制，开环控制对系统的变化或干扰不具有鲁棒性。

在闭环控制中，与开环控制相比，控制系统多了一个反馈环路。

它从执行器读取实际输出信号，并将其与期望输出进行比较，然后生成误差信号。

误差信号被送回控制器，用于调整控制信号，以实现期望输出。

闭环系统通常由传感器、执行器、控制器和反馈环路组成。

3. 作用和优势：开环控制相对简单，并且在一些简单的应用中具有一定的效果。

它在需要准确预测输出或不需要考虑系统的变化和干扰时，可被广泛使用。

例如，在煤气灶中，旋钮的位置决定了火焰的大小，而没有对火焰大小进行实时调整的反馈。

闭环控制的优势在于它具有更高的稳定性和鲁棒性，并且能够适应系统的变化和干扰。

通过反馈机制，可以根据实际输出来调整输入信号，以确保系统达到期望输出。

闭环控制广泛应用于自动化控制、医疗设备、交通系统等领域。

4. 应用领域的区别：开环控制适用于那些输出对外界影响小、稳定性要求不高的系统。

例如，家用电器、播放器等简单设备常常采用开环控制。

开环控制的一个典型特征是没有反馈环路，因此无法对系统输出进行实时调整。

开环控制系统与闭环控制系统的区别及相关的实例3、宾馆自动门控制系统控制量（转动）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输入量控制器执行器被控对象输出量举例：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（人热辐射（控制电路）（电动机）（自动门）（门开或闭）的这个活动没有影响；发出的信号）4、楼道自动声控灯装置控制量闭环控制系统：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（电流）的系统输入量控制器执行器被控对象输出量举例：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（有无声音）（声电传感（触点延时开关）（楼道灯）（灯亮或灭）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——5、游泳池定时注水控制系统同理不断的修正行进的方向与速度形成闭环控制控制量开环闭环的区别：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（水流量）输入量控制器执行器被控对象成的控制活动，闭环控制一定会持续一定的时间，可以借此判断。

输出量（设定注水的时间）（定时器）（进水门阀）（游泳池）（游泳池的水位）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，6、十字路口的红绿灯定时控制系统控制量自动门、自动路灯——自动开环系统（电流）开环控制系统方框图19 例输入量控制器执行器被控对象输出量（设定亮、灭时序）（电脑）（时序控制装置）（红绿灯）（灯亮、灭时序）开环控制系统的方框图：控制量7、公园音乐喷泉自动控制系统控制量输入量控制器执行器被控对象输出量（开、关）（给定量）（被控量）输入量控制器执行器被控对象输出量（音乐信号）（声控装置）（阀门）（喷嘴）（喷水与否）1、水泵抽水控制系统控制量（水流量）8、自动升旗控制系统输入量控制器执行器被控对象输出量控制量（接通电源）（控制电路）（水泵）（水管）（水管排出水）（转动）输入量控制器执行器被控对象输出量（定时时间）（定时装置）（电动机）（滑轮、国旗）（升旗速度）2、家用窗帘自动控制系统控制量（转动）输入量控制器执行器被控对象9、宾馆火灾自动报警系统控制量输出量（天亮或暗）（光的检测装置）（电动机）（窗帘）（电流）（窗帘开或闭）输入量控制器执行器被控对象输出量（烟雾信号）（感烟控制装置）（报警电路）（报警部件）（报警信号）10、宾馆自动叫醒服务系统控制量16、手电筒控制装置控制量（电流）（电流）输入量控制器执行器被控对象输出量输入量控制器执行器被控对象输出量（时间设定）（电脑）（拨号装置）（电话机）（电话铃声）（人的动作）（按钮）（电路）（小灯泡）（亮或灭）11、活动猴控制系统控制量17、宾馆自动门加装压力传感器防意外事故自动控制系统（活动量）输出量输入量控制器执行器被控对象控制量（猴的动作（人操纵动作）（牵引线）（线、孔杠杆装置）（猴的活动部件）输入量（转动）或表情）（压力传感控制器执行器被控对象输出量12、公共汽车车门开关控制系统控制量（压缩空气流向）输出量器是否测到压力异常信号）（控制电路）（电机）（门刹车）（门锁定与否）输入量（开、关）控制器（控制电路）执行器（执行活塞）被控对象（车门）（车门的开或关）18、可调光台灯控制系统控制量（电流大小）控制器执行器被控对象输入量输出量（控制电路）（可变电阻）（灯泡）（设定的档位）（灯泡亮度）13、家用缝纫机缝纫速度控制系统控制量（转动）19、电吹风控制系统输入量控制器执行器被控对象输出量控制量（脚踏速度）（踏脚板）（传动装置）（缝纫机）（缝纫速度）（电压）控制器执行器被控对象输出量输入量14、普通电风扇控制系统（控制电路）（风扇、电热丝）（电吹风）（风速、温度）（设定的档位）控制量（转速）输入量控制器执行器被控对象输出量（设定的档位）（控制电路）（电动机）（电风扇）（风速）15、普通全自动洗衣机控制系统控制量（转动等）输入量控制器执行器被控对象输出量（接通电源）（控制电路）（电机等装置）（洗衣机）（运行或停止）闭环控制系统方框图12 例闭环控制系统的方框图：3、加热炉的温度自动控制系统控制量控制量比较器给定量（输入量）控制器执行器被控对象被控量（输出量）给定量比较器控制器执行器（电压）被控对象被控量（电子或微（设定的温度）（加热器）（加热炉）（炉内温度）机控制装置）检测装置检测装置（热电偶）1、投篮控制量比较器（投掷力）控制器执行器给定量被控对象被控量4、抽水马桶的自动控制系统（大脑）（手）控制量（篮圈位置）（篮球）（篮球位置）比较器（进水量）控制器执行器被控对象被控量给定量检测装置（连杆机构）（进水阀门）（水箱）（水箱水位）（设定的水位）（眼睛）检测装置（浮球）2、供水水箱的水位自动控制系统给定量（设定的水位高度）比较器控制器（机械或电气控制装置）执行器（阀门）控制量被控对象（水箱）被控量（水箱水位）给定量比较器控制器执行器（加热或控制量（制冷制暖量）（进水量）被控对象被控量（花房温度）检测装置（控制电路）（花房）（设定的温度）制冷元件）（浮球或液位传感检测装置（温度传感器）6、夏天房间温度控制系统控制量9、宾馆使用多台热水器串联电辅助加热自动控制系统比较器控制器 （控制装置）执行器 （制冷装置）（制冷量）被控对象 （空调房间）被控量 （ 房 内 实 际温度）给定量控制量（设定的温度）（加热时间）比较器控制器 执行器 被控对象被控量给定量 检测装置 （控制电路）（加热器）（水箱）（水温）（设定的水温）（空调测温装置）检测装置装置（感温装置）7、家用电饭锅保温控制系统 10、粮库温、湿度自动控制系统控制量控制量比较器控制器执行器（ 加 热 时间） 被控对象被控量 （电饭锅温度比较器给定量控制器执行器（降温除湿时间）被控对象给定量 被控量（温控装置）（电热盘） （电饭锅）（设定的温度） （ 设 定 的 （控制装置）（降温除湿装置） （粮库） （ 粮 库 内 70—80℃）检测装置 温、湿度） 置检测装置温、湿度）（双金属片）（感温、湿装置）8、家用电冰箱温度控制系统 控制量比较器控制器 （控制装置）执行器 （制冷装置）（制冷量）被控对象 （电冰箱） 被控量 （ 冰 箱 实 际温度）给定量 11、自动电热水壶控制系统控制量（设定的温度）（加热时间）比较器被控对象控制器执行器被控量检测装置给定量（水壶）（温控装置）（加热器）（水温）（冰箱温控装置）（设定的温度）检测装置（测温装置）。