开环电子控制系统和闭环电子控制系统(课堂PPT)

步进电机的开环控制和闭环控制一、步进电机的开环掌握1、步进电机开环伺服系统的一般构成图1 步进电机开环伺服系统步进电动机的电枢通断电次数和各相通电挨次打算了输出角位移和运动方向，掌握脉冲安排频率可实现步进电动机的速度掌握。

因此，步进电机掌握系统一般采纳开环掌握方式。

图为开环步进电动机掌握系统框图，系统主要由掌握器、功率放大器、步进电动机等组成。

2、步进电机的掌握器1、步进电机的硬件掌握步进电动机在—个脉冲的作用下，转过一个相应的步距角，因而只要掌握肯定的脉冲数，即可精确掌握步进电动机转过的相应的角度。

但步进电动机的各绕组必需按肯定的挨次通电才能正确工作，这种使电动机绕组的通断电挨次按输入脉冲的掌握而循环变化的过程称为环形脉冲安排。

实现环形安排的方法有两种。

一种是计算机软件安排，采纳查表或计算的方法使计算机的三个输出引脚依次输出满意速度和方向要求的环形安排脉冲信号。

这种方法能充分利用计算机软件资源，以削减硬件成本，尤其是多相电动机的脉冲安排更显示出它的优点。

但由于软件运行会占用计算机的运行时间，因而会使插补运算的总时间增加，从而影响步进电动机的运行速度。

另一种是硬件环形安排，采纳数字电路搭建或专用的环形安排器件将连续的脉冲信号经电路处理后输出环形脉冲。

采纳数字电路搭建的环形安排器通常由分立元件（如触发器、规律门等）构成，特点是体积大、成本高、牢靠性差。

2、步进电机的微机掌握：目前，伺服系统的数字掌握大都是采纳硬件与软件相结合的掌握方式，其中软件掌握方式一般是利用微机实现的。

这是由于基于微机实现的数字伺服掌握器与模拟伺服掌握器相比，具有下列优点：（1）能明显地降低掌握器硬件成本。

速度更快、功能更新的新一代微处理机不断涌现，硬件费用会变得很廉价。

体积小、重量轻、耗能少是它们的共同优点。

（2）可显著改善掌握的牢靠性。

集成电路和大规模集成电路的平均无故障时（MTBF）大大长于分立元件电子电路。

（3）数字电路温度漂移小，也不存在参数的影响，稳定性好。

《开环电子控制系统和闭环电子控制系统》教学分析在电子控制系统领域，开环电子控制系统和闭环电子控制系统是两种常见的控制方式。

本文将对这两种控制系统进行详细的教学分析，帮助读者更好地理解它们的原理和应用。

一、开环电子控制系统开环电子控制系统是一种简单的控制系统，它通过输入指令直接控制执行器的动作，而不思量输出结果对系统的影响。

开环系统中没有反馈回路，无法自动调节输出来纠正误差，因此对系统的稳定性和鲁棒性要求较高。

开环系统通常用于对控制要求不高的场合，如家用电器、玩具等。

开环电子控制系统的特点包括：1. 简单直观：只需输入指令，系统即可执行相应动作，操作简单直观。

2. 精度低：由于没有反馈回路，系统无法自动调节输出，容易受到外部干扰影响，精度较低。

3. 稳定性差：系统稳定性差，容易出现误差累积，影响系统的性能。

二、闭环电子控制系统闭环电子控制系统是一种相对复杂的控制系统，它通过测量输出并与期望输出进行比较，通过反馈回路来调节控制器的输出，以实现系统的稳定性和精度要求。

闭环系统具有自动调节功能，能够根据实际输出情况来调节控制器的输出，使系统更加稳定和精确。

闭环电子控制系统的特点包括：1. 精度高：通过反馈回路调节输出，能够实时纠正误差，提高系统的精度。

2. 稳定性好：系统稳定性高，能够自动调节输出以保持系统稳定。

3. 复杂性高：闭环系统相对开环系统更加复杂，需要精确的传感器和控制器来实现反馈控制。

在实际应用中，开环电子控制系统和闭环电子控制系统各有优缺点，需要根据具体的控制要求来选择合适的控制方式。

开环系统适用于对控制要求不高的场合，闭环系统适用于对精度和稳定性要求较高的场合。

通过本文的教学分析，读者可以更深入地了解开环电子控制系统和闭环电子控制系统的原理和特点，帮助他们在实际工程应用中选择合适的控制方式，提高系统的性能和稳定性。

教学设计方案（第一课时）一、教学目标：1. 了解开环电子控制系统和闭环电子控制系统的基本观点和原理；2. 能够区分开环电子控制系统和闭环电子控制系统的特点和应用途景；3. 能够分析和设计简单的开环电子控制系统和闭环电子控制系统。

“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，并将检则到的信息通过反馈环节反映到输入端，调整输入童，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。

由于重锤的重里是恒定，因此当温度达到设定值之后，加热里和排气里将呈动态平衡，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-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，该控制过程的输入里是加热锅体，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，都是输出童，而输出量并未反馈回来影响输入里，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。

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。

输入童一-接通电源或点火，输出童- -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。

压力锅的恒压、恒温控制过程压力锅能够保持锅内压力与温度恒定，主要是依靠了压在排气阀上的重锤的作用，因此还可以分析重锤对锅内压力的控制过程。

《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。