开环控制系统与闭环控制系统的区别(编程原理培训)

闭环数控的控制原理,它与开环数控的区别闭环数控与开环数控的控制原理及区别标题：闭环数控与开环数控的控制原理及区别导言：数控（Numerical Control，简称NC）是一种通过数字信号控制机床运动的技术。

闭环数控和开环数控是数控系统中两种常见的控制方式。

本文将介绍闭环数控和开环数控的控制原理及其区别。

一、开环数控的控制原理开环数控是指在数控系统中，根据预先给定的运动规律和时间序列，通过发送指令信号给驱动器，直接控制机床的运动。

开环数控主要包括以下几个步骤：1. 程序编制：根据加工要求，编制数控程序，包括机床的运动轨迹、速度和时间等参数。

2. 指令发送：将编制好的数控程序发送给数控装置。

3. 信号解析：数控装置将接收到的数控程序进行解析，生成相应的控制信号。

4. 信号放大：将控制信号放大后，发送给驱动器。

5. 机床运动：驱动器接收到控制信号后，通过控制电机或液压系统，实现机床的运动。

开环数控的控制原理相对简单，适用于一些精度要求不高的加工过程。

二、闭环数控的控制原理闭环数控是指在数控系统中，通过传感器对机床的实时状态进行监测和反馈，从而实现对机床运动的闭环控制。

闭环数控主要包括以下几个步骤：1. 程序编制：与开环数控相同，根据加工要求编制数控程序。

2. 指令发送：将编制好的数控程序发送给数控装置。

3. 信号解析：数控装置将接收到的数控程序进行解析，生成相应的控制信号。

4. 传感器监测：闭环数控系统通过传感器对机床的位置、速度、力等参数进行实时监测。

5. 反馈控制：传感器将检测到的参数信号反馈给数控装置。

6. 控制计算：数控装置根据反馈信号计算出误差，并根据控制算法调整控制信号。

7. 信号放大：将调整后的控制信号放大后，发送给驱动器。

8. 机床运动：驱动器接收到控制信号后，通过控制电机或液压系统，实现机床的运动。

闭环数控通过对机床实时状态的监测与反馈，能够根据实际情况对控制信号进行调整，从而提高加工精度和稳定性。

工仪表及自动化 (自制课后答案终极版)1.什么是化工仪表与自动化？它有什么重要意义？答： 化工自动化是化工、 炼油、 食品、 轻工等化工类型生产过程自动化的简称。

在化工设备上， 配备上一些自动化装置， 代替操作人员的部份直接劳动， 使生产在不同程度上自动地进行， 这 种用自动化装置来管理化工生产过程的方法，称为化工自动化。

它的重要意义如下加快生产速度、降低生产成本、提高产品产量和质量。

减轻劳动强度、改善劳动条件。

能够保证生产安全，防止事故发生或者扩大，达到延长设备使用寿命，提高设备利用率、保障人 身安全的目的。

生产过程自动化的实现， 能根本改变劳动方式， 提高工人文化技术水平， 以适应当代信息技术 革命和信息产业革命的需要。

2.化工自动化主要包括哪些内容？答： ①自动检测系统， 利用各种仪表对生产过程中主要工艺参数进行测量、 指示或者记录的部份 ②自动信号和联锁保护系统， 对某些关键性参数设有自动信号联锁保护装置， 是生产过程中的 一种安全装置③自动控制及自动开停车系统 自动控制系统可以根据预先规定的步骤自动地对生产设备进行 某种周期性操作。

自动开停车系统可以按照预先规定好的步骤,将生产过程自动地投入运行或者 自动停车。

④自动控制系统 对生产中某些关键性参数进行自动控制 ,使它们在受到外界干扰的影响而偏 离正常状态时,能自动地调回到规定的数值范围内。

3.闭环控制系统与开环控制系统有什么不同？答；开环控制系统不能自动地觉察被控变量的变化情况， 也不能判断控制变量的校正作用是否 适合实际需要。

也就是最本质的区别是闭环控制系统有负反馈。

开环系统中， 被控变量是不反 馈到输入端的。

闭环控制系统可以及时了解被控对象的情况， 有针对性的根据被控变量的变化 情况而改变控制作用的大小和方向，从而使系统的工作状态始终等于或者接近与所希翼的状态。

4. 自动控制系统主要由哪些环节组成？ 答：主要由测量与变送器 、自动控制器、执行器、被控对象组成。

第一类：填空题一．填空题1．自动化控制系统按被控量的时间特性分为（连续量）和（离散量）。

2．PLC 全称为（可编程序逻辑控制器），DCS全称为( 集散控制系统)。

3．输入输出单元是（PLC）与工业过程控制现场之间的连接部件。

4．PLC的工作方式是（周期扫描方式）。

5. 冗余设计可采用（热备份）或（冷备份）。

6．MPI 接口一般的默认传输速率（187.5 ）kbps,PROFIBUS-DP接口主要用于连接（分布式）I/O,传输速率（12）Mbps.7.（授权）是使用软件的“钥匙”，只用将他安装好，软件才能正常使用。

8. 自动控制系统按照系统按结构分类，有（闭环）控制系统（开环）控制系统（复合）控制系统。

９. 自动控制系统按照闭环数目分类（单回路）控制系统（多回路）控制系统。

10. 自动控制系统的方块图由串联、（并联）、（反馈）三种基本形式组成。

11. 串行数据通信的方向性结构有三种，即( 单工)、（半双工）和（全双工）。

12. 最常用的两种多路复用技术为（频分多路复用）和（时分多路复用），其中，前者是同一时间同时传送多路信号，而后者是将一条物理信道按时间分成若干个时间片轮流分配给多个信号使用。

13. 在TCP/IP层次模型中与OSI参考模型第四层(运输层)相对应的主要协议有（TCP）和（UDP），其中后者提供无连接的不可靠传输服务。

14．局域网使用的三种典型拓朴结构是（总线型）、（环形网）、（星型网）。

15．开放系统互连参考模型OSI中，共分七个层次，其中最下面的三个层次从下到上分别是（物理层）、（数据链路层）、（网络层）。

16、每台PLC至少有一个（CPU ），它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中。

17、PLC的对外功能，主要是通过各种（I/O接口模块）与外界联系的。

18、PLC具有通信联网的功能，它使（PLC与PLC）之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。

第一章 绪论1-1 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点.解答：1开环系统(1) 优点:结构简单，成本低，工作稳定。

用于系统输入信号及扰动作用能预先知道时，可得到满意的效果。

(2) 缺点：不能自动调节被控量的偏差。

因此系统元器件参数变化，外来未知扰动存在时，控制精度差。

2 闭环系统⑴优点：不管由于干扰或由于系统本身结构参数变化所引起的被控量偏离给定值，都会产生控制作用去清除此偏差，所以控制精度较高。

它是一种按偏差调节的控制系统。

在实际中应用广泛。

⑵缺点：主要缺点是被控量可能出现波动，严重时系统无法工作。

1-2 什么叫反馈？为什么闭环控制系统常采用负反馈？试举例说明之。

解答：将系统输出信号引回输入端并对系统产生控制作用的控制方式叫反馈。

闭环控制系统常采用负反馈。

由1-1中的描述的闭环系统的优点所证明。

例如，一个温度控制系统通过热电阻（或热电偶）检测出当前炉子的温度，再与温度值相比较，去控制加热系统，以达到设定值。

1-3 试判断下列微分方程所描述的系统属于何种类型（线性，非线性，定常，时变）？（1）22()()()234()56()d y t dy t du t y t u t dt dt dt ++=+（2）()2()y t u t =+（3）()()2()4()dy t du t ty t u t dt dt +=+ （4）()2()()sin dy t y t u t tdt ω+=（5）22()()()2()3()d y t dy t y t y t u t dt dt ++= （6）2()()2()dy t y t u t dt +=（7）()()2()35()du t y t u t u t dt dt =++⎰解答： （1）线性定常 （2）非线性定常 （3）线性时变 （4）线性时变 （5）非线性定常 （6）非线性定常 （7）线性定常1-4 如图1-4是水位自动控制系统的示意图，图中Q1，Q2分别为进水流量和出水流量。

第一章1．开环控制和闭环控制的主要区别是什么？主要区别是有无输出量的反馈，将输出量和定值比较后形成差值反馈给对象的输入端，就是闭环控制，无此过程就是开环控制。

2. 电加热炉炉温控制中，热电阻丝端电压U及炉内物体质量M的变化，哪个是控制量？哪个是扰动？为什么？U是控制量，改变U可以控制温度的高低；M是扰动，它的增减对温度产生不希望的影响，即影响炉温的高低。

3. 简述自动控制所起的作用是什么？作用是在人不直接参与的情况下，使某些被控量按指定规律变化。

4．恒值调节和随动调节的区别是什么？恒值调节的给定量为一常值，随动调节的给定量是个随时间变化的不能预知的量。

5. 简述自动控制电加热炉炉温控制的原理。

1）由热电偶测得炉温2）和给定温度值比较3）温度差大于0，则减小电炉电压使炉温降低，反之则增大电压。

6．比较被控量输出和给定值的大小，根据其偏差实现对被控量的控制，这种控制方式称为闭环控制。

7．简述控制系统由哪三大部分组成？测量，比较，控制1．反馈控制系统是指：a.负反馈 b.正反馈答案a.负反馈2．反馈控制系统的特点是：答案控制精度高、结构复杂3．开环控制的特点是：答案控制精度低、结构简单4．闭环控制系统的基本环节有：给定、比较、控制、对象、反馈5．自控系统各环节的输出量分别为：给定量、反馈量、偏差、控制量输出量。

6．自控系统的数学模型主要有以下三种：微分方程、传递函数、频率特性7．实际的物理系统都是：a.非线性的 b.线性的 a.非线性的8．线性化是指在工作点附近用代替曲线。

切线9．传递函数等于输出像函数比输入像函数。

10．传递函数只与系统结构参数有关，与输出量、输入量无关。

11．惯性环节的惯性时间常数越大，系统快速性越差。

12．二阶系统阻尼系数＞1，系统就不会出现过调。

13．最佳阻尼系数ξ＝0.707。

14．小时间迟后环节可近似为惯性环节。

15．分析某一时间的误差可用：a.终值定理 b.误差级数 c.拉氏反变换。

国开《机电控制与可编程序控制器技术》形考任务答案一、简答题1.请简述PLC的作用及其特点。

PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种用于工业自动化控制的电器设备。

它的作用是接收输入信号，经过逻辑运算和处理后，通过输出信号控制机电设备的运行状态。

PLC的特点包括：•可编程性：PLC通过编写程序，可以实现多种控制策略，适应不同的工业应用需求。

•可靠性：PLC具有较高的工作可靠性，能够长时间运行并保持稳定的控制性能。

•易于扩展：PLC系统可以根据需要进行扩展，可以添加各种输入输出模块，实现与更多的设备进行通信和控制。

•操作简便：PLC的编程语言通常使用类似于流程图的图形化语言，使得编程操作相对简单易懂。

•灵活性：PLC可以灵活应对不同的工作场景和需求变化，可以随时修改程序，实现不同的控制功能。

2.请简述闭环控制与开环控制的区别。

闭环控制和开环控制是两种常见的控制方式，其区别如下：•开环控制：开环控制是指控制对象的输出信号不会对控制器的输入信号产生直接影响。

在开环控制中，控制器只根据预设的输入信号对控制对象进行控制，无法根据输出信号实时调整控制手段。

开环控制常用于对控制对象的性能要求不高，控制环境相对稳定的场景。

例如，定时炉温控制系统。

•闭环控制：闭环控制是指控制器能够根据实时的输出信号对控制对象的输入信号进行调整，以实现期望的控制效果。

在闭环控制中，控制器会持续检测对象的输出信号，并与预设的期望值进行比较，然后根据比较结果对输入信号进行调整。

闭环控制常用于对控制对象的性能要求较高，控制环境相对变化的场景。

例如，自动调温恒湿系统。

闭环控制相比开环控制具有更好的稳定性和鲁棒性，但也更复杂、成本较高。

二、论述题1. 请论述PLC在工业控制系统中的应用。

PLC在工业控制系统中有广泛的应用，具体应用领域包括但不限于以下几个方面：1.自动化生产线控制：PLC可以对自动化生产线进行控制，实现对不同设备的协调动作。

自动控制原理中开环和闭环的区别：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。

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。

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。

概念：开环控制是指控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没有反向联系的控制过程,按这种方式组成的系统称为开环控制系统,其特点是系统的输出量不会对系统的控制作用发生影响，不具备自动修正的能力。

其输入可分为给定值输入和干扰输入。

闭环控制是将输出量直接或间接反馈到输入端形成闭环、参与控制的控制方式。

若由于干扰的存在，使得系统实际输出偏离期望输出，系统自身便利用负反馈产生的偏差所取得的控制作用再去消除偏差，使系统输出量恢复到期望值上，这正是反馈工作原理。

开环与闭环控制系统的优缺点：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。

维修电工中级试题库（附参考答案）一、单选题（共75题，每题1分，共75分）1、从自控系统的基本组成环节来看，开环控制系统与闭环控制系统的区别在于（）.A、控制顺序B、有无测量装置C、有无被控对象D、有无反馈环节正确答案：D2、X62W型铳床主轴电动机不能启动的可能原因有（）。

IS]A、三相电源缺相B、快速移动电磁铁损坏C、速度继电器损坏D、控制变压器无输出正确答案：A3、高分辨率且高精度的办公自动化设备中，要求步进电动机的步距角小，较高的启动频率,控制功率小，良好的输出转矩和加速度，则应选（）。

A、混合式步进电动机B、反应式步进电动机C、永磁式步进电动机D、反应式直线步进电动机正确答案：A4、调速系统开机时电流调节器ACR立刻限幅，电动机速度达到最大值，或电动机忽转忽停出现振荡。

可能的原因是（）。

A、系统受到严重干扰B、励磁电路故障C、限幅电路没有整定好D、反馈极性错误正确答案：D5、转速负反馈调速系统对检测反馈元件和给定电压造成的转速扰动，（）补偿能力。

A、对前者有补偿能力,对后者无B、没有C、对前者无补偿能力,对后者有D、有正确答案：B6、以下FX2NP1C程序中，优先信号级别最低的是（）oC.X3D.X4A、X1B、X3X4X1C、X3D、X4X1X2正确答案：A7、欧陆514调速器组成的电压电流双闭环系统中，如果要使主回路允许最大电流值减小,应使（）。

A、ASR输出电压限幅值增加B、ACR输出电压限幅值增加C、ASR输出电压限幅值减小D、ACR输出电压限幅值减小正确答案：C8、当线圈中的磁通减小时，感应电流产生的磁通与原磁通方向（）。

Λ^正比B、相反C、相同Ds反比正确答案：C9、盗窃电能的，由电力管理部门责令停止违法行为，追缴电费并处应交电费（）倍以下的罚款。

A、四B、三C N五D、十正确答案：C10、防雷装置包括（）。

A、避雷针、引下线、接地装置B、接闪器、引下线、接地装置C、接闪器、接地线、接地装置D、接闪器，引下线、接零装置正确答案：B11、对待职业和岗位，（）并不是爱岗敬业所要求的。