几个开环与闭环自动控制系统的例子

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。

开环系统的例子及原理
开环系统是一种物理或电气系统，其运作过程中没有反馈信号回路，而是通过输入信号来控制输出信号。

这种系统通常用于简单的控制任务，例如，灯泡的开关就是一个开环系统。

以下是一些开环系统的例子：
1. 简单的灯光控制系统：在室内，我们可以使用开关控制灯光。

当我们打开开关时，电流流过灯泡，将灯泡点亮。

这是一个开环系统，因为我们无法知道灯泡实际上是否真的点亮了。

如果灯泡损坏或电线断开，我们就无法得知，除非我们再次打开开关。

2. 自动售货机：自动售货机是另一个常见的开环系统例子。

当我们投入硬币时，自动售货机会释放物品。

然而，自动售货机并不会检查是否释放了正确的物品，或者是否有足够的物品供应。

这是一个开环系统，因为投入硬币并不能保证我们得到我们想要的物品。

开环系统的原理很简单：输入信号会直接影响输出信号，而不需要任何反馈机制。

这种系统通常很简单，但也因此容易出错。

如果输入信号有误或输出信号无法实现预期目标，就需要进行调整或修复。

因此，开环系统在复杂的控制任务中通常不太实用。

相比之下，闭环系统通过反馈机制来调整输出信号，因此更加精确和可靠。

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开环与闭环控制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。

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！。

生活中闭环控制的例子及其工作原理
闭环控制也称为反馈控制，在生活中有很多应用。

它通过测量系统输出并调节输入来达成预期效果。

下面介绍几个常见的闭环控制的例子及其工作原理。

1. 空调系统
空调系统是一个广泛应用闭环控制的例子。

当温度传感器测量室内温度高于设定温度时，系统会自动调节空调机组以降低室内温度。

当室温达到设定温度后，控制系统关闭空调机组，防止温度过低。

这个过程中，系统不断检测并调整空气质量，以确保室内空气清新舒适。

2. 水箱自动灌溉系统
在农业生产中，为了保证作物生长，常常需要用到水箱自动灌溉系统。

这个系统会通过土壤湿度传感器检测土壤水分，根据检测结果调节阀门控制水流的供应。

当土壤水分过低时，系统自动开启阀门供水，当土壤水分达到设定值时，系统自动关闭阀门以免过度浇水。

3. 火车轮轴压力监控系统
火车轮轴压力监控系统可以帮助保障列车行驶安全。

系统通过监测轮轴压力变化来检测轮轴摩擦等异常，确保列车运行平稳。

当轮轴压力异常时，系统会自动停车并报警以保证列车安全。

这些示例说明了闭环控制在自动调节、追踪目标、预警反应等方面的优势。

其原理基础是运用感知技术、信息反馈、逻辑判断以及动态调整等手段，自适应控制系统以实现优化控制。

其中分为开环控制和闭环控制，前者没有了解系统反馈的信息，只控制输入，后者则通过测量与系统连通的输出来调整输入，来达到预期效果。

因此，在生活和工业生产中，闭环控制是非常实用的方案。

它可以提高系统的稳定性和可靠性，减少人工干预和人为错误，提高效率，降低成本，提高生产能力，实现更好的节能效果。

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。

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。

自动控制原理概述及开闭环实例分析摘要本文简单介绍了自动控制的基本原理和发展概况，并从开环控制和闭环控制两方面对自动控制原理进行了详细介绍。

列举了开环控制和闭环控制的几个实例，结合实例分析了开环控制和闭环的优缺点，并对两种控制方式进行了对比。

关键词：自动控制、基本原理、开环、闭环1自动控制基本原理及发展概述所谓的自动控制，就是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备(称为控制器)操作被控对象（如机器、设备或生产过程）的某个状态或参数（称为被控量），使其按预先设定的规律自动运行。

一般情况下自动控制理论的发展过程可以分为以下三个阶段：1.1经典控制理论时期时间为20世纪40-60年代，经典控制理论主要是解决单输入单输出问题，主要采用以传递函数、频率特性、根轨迹为基础的频域分析方法。

此阶段所研究的系统大多是线性定常系统，对非线性系统，分析时采用的相平面法一般不超过两个变量。

1.2现代控制理论时期时间为20世纪60-70年代，这个时期由于计算机的飞速发展，推动了空间技术的发展。

经典控制理论中的高阶常微分方程可以转化为一阶微分方程组，用以描述系统的动态过程，这种方法可以解决多输入多输出问题，系统既可以是线性的、定常的，也可以是非线性的、时变的。

1.3大系统理论、智能控制理论时期时间为20世纪70年代末至今，控制理论向着“大系统理论”和“智能控制”方向发展。

“大系统理论”是用控制和信息的观点，研究各种大系统的结构方案、总体设计中的分解方法和协调等问题的技术理论基础。

而“智能控制”是研究与模拟人类智能活动及其控制与信息传递过程的规律，研究具有某些仿人智能的工程控制与信息处理系统。

2自动控制系统分类按照控制方式和策略，系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。

2.1开环控制系统开环控制系统是一种简单的控制系统，在控制器和控制对象间只有正向控制作用，系统的输出量不会对控制器产生任何影响，如图1所示。

在该类控制系统中，对于每一个输入量，就有一个与之对应的工作状态和输出量，系统的精度仅取决于元件的精度和执行机构的调整精度。

生活中开环闭环控制例子及工作原理
1. 咱就说家里的空调，这就是个闭环控制的典型例子呀！它根据你设定的温度来工作，温度高了就制冷，温度低了就停止，一直保持室内温度稳定呢。

原理不就像是个特别负责的小管家嘛，时刻监控着温度，努力让一切都恰到好处！
2. 嘿，你想想看，电饭煲也是呢！它能自动跳闸保温，这就是个开环控制呀！它按照设定好的程序工作，煮到一定程度就执行下一步，就跟个很有规划的大厨似的，有条不紊！
3. 还有啊，自动灌溉系统，哇塞，这多棒啊！它可以根据土壤湿度来决定是否浇水，这可是闭环控制哦。

这不就像一个很贴心的园丁，对植物照顾得无微不至嘛！
4. 咱每天骑的电动车的速度控制系统，也是个例子呀！你拧把手加速，它就响应，这是开环控制呢。

就像一个听你指挥的小跟班，让它快就快！
5. 那烤箱呢，设定好温度和时间，它就乖乖工作，这也是开环控制呀。

简直就是个靠谱的小助手，不会乱来！
6. 你们说，太阳能热水器是不是呀！它根据阳光来加热水，这就是一种简单的闭环控制呀。

多神奇，就像太阳公公和热水器之间有默契一样！
7. 自动门也很有意思呀，有人靠近就打开，人走了就关上，这就是开环控制呢。

就如同一个懂礼貌的门童，热情地迎接和送别！
8. 洗衣机的洗涤过程，设定好模式它就干，这是开环控制嘛。

它就像一个勤劳的洗衣工，认真完成任务！
9. 家里的智能灯也是哦，你说开它就亮，这明显就是开环控制呀。

感觉就像是你一声令下，它立马执行的小兵呢！
总之啊，生活中到处都是这样的例子，这些开环闭环控制让我们的生活变得方便又智能，多好呀！。

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。

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）。

开环控制和闭环控制的例子
1 开环控制
开环控制是一种应用数学、物理和控制理论的控制系统，以实现
设备、机械设备和一般过程的设计和控制，这就要求被控对象可以按
照系统预设的参数变化。

精确的控制是关键，关键因素是系统通过检
测被控对象状态而反馈给控制装置的参数的变化，使控制系统稳定可靠。

开环控制一般不需要反馈，可以通过控制系统的程序和参数来控
制被控对象。

常见的开环控制有恒压控制、恒流控制、燃油比控制等，常见的应用包括电路调速、投屏系统、机器人控制等，例如电路调速
应用，在控制电机的转速时，通过调整控制电路的频率就可以控制电
机的转速，这就是一种开环控制。

2 闭环控制
闭环控制是一种可以检测被控对象的状态，通过反馈给控制系统
的信号，再通过控制装置调整控制变量，促使系统达到所需的目标或
控制对象满足预期约束的控制系统。

相较于开环控制，闭环控制系统
可以拥有强大的精确控制能力，在工程中得到广泛的使用。

常见的闭环控制有PID控制、积分环节控制等，它们用于抗干涉，抗扰动及平稳性等特点，广泛应用在机器人控制、预订议件跟踪控制、温度控制、电动机调速等。

例如温度控制，精确控制温度是很重要的，
在采用PID控制的情况下，只要反馈给控制器的温度差值达到目标值，就可以实现温度的控制，这就是一种闭环控制。

总的来说，开环控制与闭环控制可以为控制系统提供高精度的控制，而开环控制仅仅需要外输入参数而不需要被控对象本身的反馈，
而闭环控制侧重于精确控制，系统会及时根据被控对象的参数变化而
调整系统参数，从而有效锁定系统的性能和目标性能。

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P2-12-2 试求出图P2-2中各有源网络的传递函数。

图P2-22-3 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P2-32-4 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P2-52-5 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P2-62-7 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P2-82-9 求如图P2-9所示系统的传递函数()()()s X s X s W r c =1，()()()s X s X s W N c =2。

图P2-92-10 求如图P2-10所示系统的传递函数。

开环系统的例子及原理开环系统是指在无反馈的情况下将输出信号直接与输入信号进行比较来控制系统的过程。

这种系统不会对系统行为的输出进行分析和调整，而是仅仅依靠输入变量的改变来调整输出变量。

开环控制常常应用于单一、定常的过程中，且具有使系统发生变化的能力。

下面将介绍一些开环系统的经典案例及原理。

1. 家庭暖气系统家庭暖气系统是一个典型的开环系统。

当温度降低时，温度变化探测器会触发暖气系统自动启动加热器，并将热能输送到房间内的暖气设备中。

在此过程中，系统将直接将房间内的温度与设定的温度做比较，如果温度低于设定值，就会通过升高房间的温度来调整输出变量。

这种系统没有外部反馈，不会考虑每个房间的实际温度。

当室内温度达到设定温度后，系统将停止加热。

2. 橡胶生产自动化系统橡胶生产自动化系统是另一个经典的开环系统例子。

在橡胶生产工业中，精确的温度和压力控制是必不可少的，以确保产生高质量的橡胶。

生产过程中的温度和压力会影响到橡胶的硬度、强度以及其他性能特征。

因此，生产工程师必须设定和控制生产过程的温度和压力，以满足高质量橡胶的需求。

在这个开环系统中，设定值被设为一组标准数值，生产线的控制系统将设定值作为输入变量，对加热器和冷却器进行控制来确保生产过程中的温度和压力维持在标准数值范围内。

3. 汽车引擎控制系统汽车引擎控制系统是另一个典型的开环系统例子。

在汽车引擎工作过程中，控制系统根据原始输入信号（如油门位置和空气流量）来调整参数（如点火正时和燃料喷射量），以调节引擎的输出功率。

此过程是一个开环系统，因为该系统忽略了引擎输出的反馈，而是依靠内部的程序算法根据输入信号的变化来控制输出功率。

以上为三个典型的开环系统例子，这些系统具有简单、易于操作和响应迅速的特点。

开环系统对于预测性强的过程相当有效，但对于变化复杂的过程而言则不太适用。

与开环控制相对应的是闭环控制，它需要从输出变量中收集反馈并作出决策。

在现代控制系统中，闭环控制技术已经得到广泛应用，以解决更为复杂的系统控制问题。

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。