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闭环控制工作原理
闭环控制工作原理是通过对系统的输出进行实时监测和比较，然后根据比较结果对系统的输入进行调整，以实现控制系统的稳定性和准确性。
闭环控制系统主要由以下几个组成部分构成：被控对象（即要进行控制的系统或设备）、控制器、传感器和执行器。
其中，传感器用于检测系统输出的状态，控制器通过与参考输入进行比较，计算出控制信号，然后通过执行器对系统的输入进行调整。
在系统输出与参考输入存在差异时，控制器会根据差异大小和方向来调整控制信号的大小和方向，以实现输出与参考输入的一致性。
闭环控制系统的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：
1. 传感器测量系统的输出，并将测量值反馈给控制器。
2. 控制器将测量值与参考输入进行比较，计算出偏差值（即系统输出与参考输入的差异）。
3. 接着，控制器根据设定的控制算法和调节参数，决定如何调整控制信号。
4. 控制信号通过执行器作用于系统的输入，改变系统的工作状态。
5. 这个过程是循环的，在每个时间步骤都会进行输出测量、比较和控制信号调整的操作，以实时地对系统进行控制。
闭环控制的优点在于可以根据实际输出来修正控制信号，使控制系统能够更加精确地控制被控对象的行为。
而与之相对的，开环控制只能根据设定的输入信号进行控制，无法对输出进行
实时反馈和调整。
因此，闭环控制在很多需要精确控制的领域中得到广泛应用，例如工业生产、机器人控制和自动驾驶等。
闭环控制名词解释闭环控制是一种自动控制系统，它可以通过检测环境中的变化，自动调节系统，使其朝着指定目标靠拢。
它是一种主动控制系统，可以根据所观察到的反馈信号，实时调整输出以达到运行目标。
闭环控制在许多工业领域都被广泛应用，其中许多应用可以帮助相关系统更加精确地控制其动作，从而实现更高效的操作效果。
闭环控制系统的核心是反馈回路，它将反馈的信号与系统的输出结合。
由于反馈信号可以实时准确地反映检测环境的变化，因此可以使用它来帮助运行更加准确、更加精确。
通常，反馈的信号是以测量环境的某种状态为基础的，例如温度、湿度、光照等，而反馈回路则是将反馈信号发送到控制器，由控制器对输出信号进行调整，从而调节系统的输出。
闭环控制系统的实现要点是控制器的设计，它可以实现模式识别与数据处理，从而有效的控制系统的运行。
控制器的核心是通过使用自适应控制算法以及微处理器和微控制器等微电子元件，来实现实时信号调节和系统控制。
这种自适应控制算法，可以根据当前检测到的环境变化，自动调整控制参数，从而有效控制系统。
如今，闭环控制系统已经广泛应用于各种工业领域，包括自动化生产线、机械设备、通信设备等。
在家用电器方面，闭环控制也得到了广泛的应用。
改进的温控系统采用闭环控制，可以调节室内温度，从而使室内温度稳定、舒适。
此外，闭环控制还可以应用于智能家居，控制家里室内外的灯光、空调等设备，实现自动化操作，让生活更加方便。
总之，闭环控制是一种重要的自动控制系统，可以实现精确稳定的控制操作。
闭环控制的主要技术是将反馈信号与输出信号结合起来，由控制器进行实时调整，从而调节系统的输出，达到控制的目的。
它已经被广泛应用于各种工业领域，让自动控制更加精确高效，家庭中也有智能控制设备可以使用，为人们的生活带来更多便利和舒适。
汽车闭环控制名词解释
汽车闭环控制是指通过传感器获取车辆运行状态信息，经过计算机控制单元（ECU）进行处理，并根据处理结果进行反馈和调整，从而使汽车的各项性能得到最佳状态的控制系统。
该系统包括三个主要部分，分别是控制器、执行器和传感器。
控制器负责接收传感器信息并进行处理，执行器负责根据控制器指令执行对汽车各项系统的调整和控制，传感器则负责采集车辆运行状态信息。
汽车闭环控制是一种动态控制系统，通过不断地检测和调整来保持汽车各项性能的稳定。
常见的闭环控制系统包括发动机控制系统、刹车控制系统、转向控制系统、悬挂控制系统、空调控制系统等。
通过对这些系统进行闭环控制，能够提高汽车的安全性、动力性、舒适性和经济性等各方面性能。
汽车闭环控制系统的核心是控制算法，常见的控制算法有PID控制算法、模糊控制算法、自适应控制算法等。
通过不断的算法优化和控制参数调整，可以实现对汽车各项性能的精确控制和优化。
总之，汽车闭环控制是现代汽车电子控制技术的重要组成部分，能够提高汽车性能和驾驶安全性，是汽车工业不断创新的方向之一。
闭环控制系统的概念
你好，这篇文章我就用四川话、贵州话、陕西话和北京话混搭的方式来跟你摆摆闭环控制系统的概念。
首先咱用四川话来说哈，闭环控制系统这个东西，其实就像我们四川人煮火锅一样，你得不断地加料、加水、调火，才能保持那个味道和火候，这就是一个闭环的过程。
系统会根据实际情况来调整，让结果更符合我们的期望。
再来咱用贵州话聊聊，闭环控制系统嘛，它就好像是我们贵州的山地农耕，你要看天、看地、看庄稼，然后决定啥时候浇水、啥时候施肥。
这个系统它会自己检测、自己调整，就像我们农民一样聪明。
然后咱再用陕西话给你解释下，闭环控制系统啊，就像咱陕西的羊肉泡馍，你得把馍掰得碎碎的，然后跟羊肉、汤料一起煮，煮到味道都进去了，这才算好。
这个系统也是，它会不断地检测、比较、调整，直到达到我们想要的效果。
最后咱用北京话总结下，闭环控制系统其实就是一个能够自我检测、自我调整的系统。
它就像我们北京的四合院，虽然外面环境在变，但院子里面的温度、湿度都能保持得刚刚好，这就是闭环控制的魅力所在。
总的来说，闭环控制系统就是这样一个能够根据实际情况进行自我调整的系统，让结果更符合我们的期望。
不管是四川的火锅、贵州的农耕、陕西的羊肉泡馍还是北京的四合院，都能体现出它的精髓。
希望这么解释，你能明白这个概念啦！。
控制工程闭环系统设计方案引言在工业生产过程中，控制工程闭环系统被广泛应用于自动化控制领域，通过对输出信号与期望信号的比较，采取相应的控制策略来实现系统的稳定和高效运行。
设计一个合理的闭环系统方案是一个复杂的过程，需要考虑到系统的稳定性、鲁棒性、鲁棒性、鲁棒性、鲁棒性、鲁棒性，等多种因素。
本文将探讨控制工程闭环系统的设计方案，并以一个实际例子来说明其应用。
一、闭环系统的基本原理闭环系统是一种通过反馈控制来实现对系统输出的精确调节的控制系统。
其基本原理是通过感知和调节的过程来维持系统的稳定性和准确性。
闭环系统以传感器感知系统的输出信号，经过控制器的处理后，再将反馈信号传输给执行器，对系统进行调节，使输出信号达到期望值。
闭环系统的基本结构包括传感器、控制器和执行器。
传感器：传感器用于感知系统的输出信号，将其转换为电信号，并将信号传输给控制器进行处理。
常用的传感器有温度传感器、压力传感器、速度传感器等。
控制器：控制器是闭环系统的核心部分，它接收传感器传来的信号，与期望信号进行比较后，生成控制信号，再传输给执行器进行调节。
常用的控制器包括PID控制器、模糊控制器、神经网络控制器等。
执行器：执行器接收控制器传来的调节信号，对系统进行调节，改变系统的输出信号。
常用的执行器包括电动阀门、马达、伺服系统等。
二、闭环系统设计方案1. 确定系统需求在设计闭环系统之前，首先需要明确系统的需求，包括需要控制的参数、期望输出范围、系统的稳定性和准确性要求等。
通过分析系统需求，可以确定控制器的类型和控制策略，以及传感器和执行器的选择。
2. 选择传感器根据系统需求，选择合适的传感器进行感知输出信号。
传感器的选择需考虑到精度、响应速度、稳定性等因素，常用的传感器有温度传感器、压力传感器、光电传感器等。
3. 设计控制器根据系统的稳定性和准确性要求，选择合适的控制器进行设计。
常用的控制器包括PID控制器、模糊控制器、神经网络控制器等。
典型闭环控制系统的基本组成闭环控制系统是一种反馈控制系统，它通过测量实际系统输出与期望输出之间的误差，对系统进行调节，以达到期望输出。
典型的闭环控制系统由以下几个基本组成部分构成。
1. 误差检测器误差检测器是闭环控制系统的核心部分，它用于检测实际输出与期望输出之间的误差。
该误差可以通过传感器来检测，例如温度传感器、压力传感器等。
误差检测器会将误差信号传递给控制器，以进行调节。
2. 控制器控制器是闭环控制系统的决策中心，它根据误差信号和系统模型，计算出控制信号，并将其发送给执行器。
控制器的设计可以采用PID控制算法等多种算法，以满足不同的控制需求。
3. 执行器执行器是闭环控制系统的最后一环，它负责将控制信号转化为实际的控制动作，以对系统进行调节。
例如，电机可以通过控制电压和电流，实现机械运动的调节。
4. 反馈环路反馈环路是闭环控制系统的基本特征之一，它通过将实际输出信号反馈给误差检测器，实现对系统的自动调节。
反馈环路可以通过软件或硬件实现，以满足不同的应用需求。
5. 参考输入参考输入是闭环控制系统的期望输出，它可以是恒定值或动态变化的信号。
例如，温度控制系统的期望温度可以是恒定的设定值，而机器人的期望位置可以是动态变化的轨迹。
6. 系统模型系统模型描述了被控制对象的动态特性，包括传递函数、状态空间模型等。
系统模型是控制器设计的基础，它可以通过实验或建模软件进行确定。
7. 信号调节器信号调节器主要用于对输入、输出以及控制信号进行调节和过滤，以保证系统的稳定性和性能。
例如，滤波器可以对噪声进行滤波，增益调节器可以对信号进行放大或缩小。
闭环控制系统的基本组成包括误差检测器、控制器、执行器、反馈环路、参考输入、系统模型以及信号调节器等部分。
这些组成部分相互协作，实现对系统的自动控制和调节，为工业自动化、机器人控制、航空航天等领域的应用提供了重要的支撑。
本文介绍了一种小型温度测量与控制系统——闭环温度控制系统。
该系统利用单片机可以方便地实现对PID参数的设定，也可以通过计算机与单片机的串行通讯，实现工业过程中的交互式PID控制。
该原理是用温度传感器将检测到的温度转化为电信号，然后经过变送器使输出电信号随输入温度信号呈线性关系。
之后再经过A/D转换送入PC机中，与设定值进行比较，得出偏差。
对此偏差经PID算法进行修正，求得对应的控制量经D/A转换来控制驱动器，从而实现对温度的闭环控制。
本学期主要设计、制作和调试直流稳压电源和变送器,了解信息测试、校准和控制的过程,不仅提高了电子工程设计和实际操作方面的综合能力,而且培养了研发工程项目中所具备的基本素质和要求。
一、课题背景 (3)二、需求分析 (3)三、方案论证 (3)(一)稳压电源方案选择 (3)(二)变送器方案选择 (4)四、电路设计 (5)(一)直流稳压电源部分1.工作原理 (5)2. Protel99 SE 自主绘制电路原理图 (6)3.所需元件 (7)4.芯片介绍 (8)(二)变送器部分1.工作原理 (9)2.所需元件 (11)3.芯片介绍 (11)4.参数计算 (13)五、电路调试 (13)六、故障分析 (17)七、结果与收获 (18)八、致谢 (19)九、参考文献 (20)一、课题背景第一阶段我们主要解决闭环温度控制系统的直流稳压电源和变送器这两部分。
要求在工业生产中降低成本，降低材料、能源消耗，提高产品质量和生产效率。
二、需求分析稳压电源和变送器的功能和指标如下:1.温度测量范围: 0℃～+100℃2.温度测量误差: 不大于±2℃(在次要求下尽量提高指标)3.变送器输出电压: 0～5V4.测量误差: 满刻度1%（0.05V或1℃ ）5.要求线性规律控制电压—温度6.保证电路性能稳定可靠,具有一定的抗干扰能力7.注意各电路之间的可靠配合与保护问题(过流、断路、过热保护)三、方案论证（一）稳压电源方案选择要求输入9 V和14 V的交流电压,输出＋5 V和±12 V的直流电压。
闭环控制系统许多实时嵌入式系统使作出控制决策。
这些决策通常是由软件和基于硬件反馈的基础上由它控制（被称为机械）。
这些反馈通常采用的是模拟传感器，可以通过一个A / D转换器读取他形式。
例如：传感器可能代表位置，电压，温度或其他任何适当的参数。
每样提供软件和附加信息基础控制决策。
闭环控制的基本知识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。
反馈控制是自动控制的主要形式。
自动控制系统多数是反馈控制系统。
在工程上常把在运行中使输出量和期望值保持一致的反馈控制系统称为自动调节系统，而把用来精确地跟随或复现某种过程的反馈控制系统称为伺服系统或随动系统。
反馈控制系统由控制器、受控对象和反馈通路组成。
比较环节，用来将输入与输出相减，给出偏差信号。
这一环节在具体系统中可能与控制器一起统称为调节器。
以炉温控制为例，受控对象为炉子；输出变量为实际的炉子温度;输入变量为给定常值温度,一般用电压表示。
炉温用热电偶测量，代表炉温的热电动势与给定电压相比较，两者的差值电压经过功率放大后用来驱动相应的执行机构进行控制。
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。
一个闭环系统采用反馈来衡量实际的系统运行参数，如温度，压力，流量，液位，转速控制。
这种反馈信号发送回的地方是较理想的系统设定点控制器。
该控制器发一个误差信号，即启动纠正措施和驱动器输出设备所需的值。
在直流电动机驱动上很容第1页（共10页）易说明上述情况，转速表提供了一个反馈电压是成正比的实际运动速度。
闭环系统具有以下特点：1、一个参考或设定点的建立是所需的操作系统控制的周围。
2、过程变量反馈信号，“告诉”在什么时候该系统控制器实际运作。
3、一个控制器的比较与系统反馈，并生成一个误差信号，表示期望与实际点和系统运行的系统参考值的差额。
4、最后一个元素或控制机制是对系统的错误反应，使之达到平衡。
这个系统可能是一个气动控制阀，电子定位器，定位电机，可控硅或晶体管逆变器，一个加热元件，或其他控制设备。
5、系统优化要素，修改通过引入数学常数定制控制的具体应用，提供系统稳定的控制操作，并调整系统的响应时间。
在过程控制系统中的这些调整内容是：比例，积分和微分（PID）的功能。
在电子系统，如发电机电压调节器和马达驱动，典型调试整定包括：（1）增益，控制器的误差放大器，从而影响系统的稳定性和响应时间放大系数；（2）稳定性提供了一个时间延迟反馈的变化反应，以防止振动，并降低系统的“狩猎”；（3）反馈调整它控制的反馈信号，对体系的平衡设定点振幅；（4）升压这是在交流和直流电动机驱动器用来提供额外的低端扭矩；（5）红外补偿，提供了一个控制信号，对于IR降（电压降），其中在直流电机由于增加了电流通过电枢绕组电枢发生补偿。
反馈极性在闭环系统，反馈信号可以是再生（同相）或退化（内异相）。
再生反馈时存在的极性或相位关系的行为，是以援助或增加的主要控制信号来补偿。
如果反馈的幅度足够大或出现振荡发散（这是在无线电频率的振荡器操作中使用的主要）。
当在再生反馈控制系统，用这些在红外补偿，有过多的反馈效应，必须限制，否则将导致不稳定的情况。
退行性反馈另一方面，将挫伤振荡和生产体系的稳定。
在退化反馈，相位关系或反馈信号极性行为取消或降低有关的主要控制信号。
反馈极性是至关重要的和适当的反馈极性时，必须确定调试设备的单独控制和反第2页（共10页）馈装置组成。
这不是用一个包裹安装在一起，控制和反馈装置是预先作为一个完整的系统安装好的。
在直流电动机驱动器这个例子中，运算放大器作为一个总结逆变器配置的利用。
这种配置需要参考和反馈信号的极性相反，因为放大器的输出（误差）将是输入电压（这里参考数学总结是积极的反馈为负）。
当一个差分放大器使用时，参考和反馈将是相同的极性，因为放大器的输出（误差）将两个输入电压的数学差异。
一个开关控制的例子比例控制是主要的选择开关控制。
如果目前的工厂之间的输出，其所需的值（目前的错误）差异较大，软件也许应该改变驱动信号了很多东西。
如果错误是小，它应该改变它只是一点点。
换句话说，我们总是希望这样的变化：比例其中P是一个常数比例增益由系统的设计集。
例如，如果使用的PWM驱动信号，它可以采取介于0％和100％工作周期的任何值。
如果驱动器上的信号是20％占空比和输出误差在余下的则是小，我们可能只需要调整到18％或19％，达到该工厂所需的输出。
如果比例增益选择得好，当时的工厂需要达到一个新的设定值将尽可能短，超调（或冲），并尽量减少振荡。
不幸的是，单是没有比例控制在所有控制应用提供足够的。
一个或更多的响应时间，超调的要求，振荡可能无法履行其在任何比例增益设置。
单比例控制的最大问题是，你要达到新的预期值迅速减少，为了避免过冲和波纹。
建议迅速作出反应的高比例增益;尽量减少过冲和振荡，建议小比例增益。
实现在同一时间都可能无法在所有的系统。
幸运的是，我们通常有（或可以得出）对工厂的产量变化率的信息。
如果输出是变化很快，过冲有可能还在后面。
在这种情况下，我们可以减少比例，由比例控制器更改大小。
对一个信号的变化率也被称为及其衍生物。
在当前的时间导数是简单的价值从以前的样本改变目前的1。
这意味着，我们应该减去一个变化：微分其中D是一个不断衍生收益。
唯一的其他东西，我们需要做的是保存在内存中第3页（共10页）前面的示例。
在实践中，比例，微分（PD）的控制器工作。
最终的结果是一个具有超调量远低于比1比例控制器单独纹波较慢的响应时间。
积分剩下的一个问题是，PD控制本身并不能完全解决一直到所需的输出。
事实上，在不同的比例增益，这是完全可能的是，PD控制器将最终解决的输出值是远从理想。
出现该问题，如果每个单独的误差仍然低于比例部分起作用的起始值。
（你说的误差是3，P= 1 / 8，使用整数的数学。
）的导数项不会有什么作用，除非输出正在发生变化。
别的东西需要向驱动装置设定值。
这些是整体所必须的。
一个积分是随着时间的总和在这种情况下，在全厂上下过去的错误和输出，即使积分增益系数，我通常是小，一个持久的错误，最终导致数额增长较大，积分项强制在驱动器中信号的变化。
在实践中，积累误差通常是限制在一些最大和最小值。
总之，在开关和比例控制的两种闭环控制的基本技术中。
然而，衍生工具及/或整体而言，有时添加比例控制器，以改善某一植物的反应定性性质。
当所有三个名词一起使用，首字母缩写用来描述控制器的PID。
第4页（共10页）Closed Loop Control System Many real-time embedded systems make control decisions. These decisions are usually made by software and based on feedback from the hardware under its control (termed the plant). Such feedback commonly takes the form of an analog sensor that can be read via an A/D converter. A sample from the sensor may represent position, voltage, temperature, or any other appropriate parameter. Each sample provides the software with additional information upon which to base its control decisions.Basics of Closed-Loop ControlEstablished based on the feedback control system theory. The so-called feedback principle, in accordance with changes in the information system output control, that is, by comparing the system behavior (output) and the deviation between the expected behavior, and the elimination of bias in order to achieve the desired system performance. In the feedback control system, there was not only the signal from the input to output prior to the pathway, also contain input from the output to the signal feedback path, the two form a closed loop. Therefore, the feedback control system, also known as closed loop control system. Feedback control is the main form of control. Most of the feedback control system control system. In engineering often to run the expectations manipulation to output and consistent feedback control system, known as automatic adjustment system, to be used to accurately follow or replicate a process known as feedback control system or servo system .Feedback control system by the controller, the controlled object and the feedback path formed. More links, for subtracting the input and output, error signal is given. This link may be in specific systems, together with the controller, referred to as regulators. With temperature control, for example, the controlled object for the stove; output variables for the actual oven temperature; input variables for a given constant temperature, usually expressed with the voltage. Temperature measurement using thermocouples, on behalf of the thermal emf and the furnace temperature for a given voltage compared to the difference between the voltage through the power amplified第5页（共10页）to drive the corresponding actuator control. Compared with open loop control system, closed-loop control has a number of advantages. In the feedback control system, for whatever reason (external disturbances or changes within the system), as long as the amount of deviation from the specified value to be controlled, it will generate the appropriate control action to eliminate bias. Therefore, it can inhibit the ability of interference, not sensitive to the device characteristics and can improve the system's response. However, the introduction of feedback loops to increase the complexity of the system, but choose not to then the gain will cause system instability. To improve the control precision can be measured in the disturbance variables, they often also used by disturbance of the control (ie, feedforward control) as a supplement to constitute a feedback control complex control systems.A Closed-Loop system utilizes feedback to measure the actual system operating parameter being controlled such as temperature, pressure, flow, level, or speed. This feedback signal is sent back to the controller where it is compared with the desired system setpoint. The controller develops an error signal that initiates corrective action and drives thefinal output device to the desired value. In the DC Motor Drive illustrated above, the tachometer provides a feedback voltage which is proportional to the actual motor speed. Closed-Loop Systems have the following features：1.A Reference or Set Point that establishes the desired operating point around which the system controls.2.The process variable Feedback signal that “tells” the controller at what point the system is actually operating.3.A Controller which compares the system Reference with the system Feedback and generates an Error signal that represents the difference between the desired operating point and the actual system operating value.4.A Final Control Element or mechanism which responds to the system Error to bring the system into balance.This may be a pneumatically controlled valve, an electronic positioner, a positioning motor, an SCR or transistor power inverter, a heating element, or other control device.5.System Tuning Elements which modify the control operation by introducing第6页（共10页）mathematical constants that tailor the control to the specific application, provide system stabilization, and adjust system response time. In process control systems these tuning elements are: Proportional, Integral, and Derivative (PID) functions. In electrical systems, such a generator voltage regulators and motor drives, typical tuning adjustments include:(1).Gain, the amplification factor of the controller error amplifier, which affects both system stability and response time;(2).Stability which provides a time-delayed response to feedback variations to prevent oscillations and reduce system “hunting”;(3).Feedback an adjustment which controls the amplitude of the feedback signal that is balanced against the system set-point;(4).Boost which is used in AC and DC motor drives to provide extra low-end torque;(5).IR Compensation which provides a control signal that compensates for the IR Drop (V oltage Drop) which occurs in the armature windings in DC machines due to increased current flow through the armature.Feedback PolarityIn closed-loop systems, feedback signals may be either Regenerative (in-phase) or Degenerative (out-of-phase). Regenerative feedback exists when the feedback polarity or phase relationship acts to aid or boost the main control signal. If the amplitude of the feedback is sufficiently large oscillations will be developed. (This is the principal used in the operation of radio frequency oscillators.) When regenerative feedback is used in control systems, such in the case of IR Compensation, the effect of excessive feedback must limited, otherwise instability will result.Degenerative feedback, on the other hand, will dampen oscillations and produce system stability. In degenerative feedback, the phase relationship or polarity of the feedback signal acts to cancel or reduce that of the main control signal.Feedback polarity is critical and proper feedback polarity must be determined when commissioning equipment which consists of separate control and feedback第7页（共10页）devices. This is not a concern to the installer of a packaged system where the control and feedback devices are pre-wired as a complete system.In the example DC Motor Drive, an operational amplifier configured as a summing inverter is utilized. This configuration requires that the reference and feedback signals be of the opposite polarity because the amplifier output (error) will be the mathematical sum of the input voltages (here the reference is positive and the feedback is negative). When a differential amplifier is used, the reference and feedback will be of the same polarity because the amplifier output (error) will be the mathematical difference of the two input voltages.An example of on-off controlProportional control is the primary alternative to on-off control. If the difference between the current plant output and its desired value (the current error) is large, the software should probably change the drive signal a lot. If the error is small, it should change it only a little. In other words, we always want a change like:Proportionwhere P is a constant proportional gain set by the system's designer.For example, if the drive signal uses PWM, it can take any value between 0% and 100% duty cycle. If the signal on the drive is 20% duty cycle and the error remaining at the output is small, we may just need to tweak it to 18% or 19% to achieve the desired output at the plant.If the proportional gain is well chosen, the time the plant takes to reach a new setpoint will be as short as possible, with overshoot (or undershoot) and oscillation minimized.Unfortunately, proportional control alone is not sufficient in all control applications. One or more of the requirements for response time, overshoot, and oscillation may be impossible to fulfill at any proportional gain setting.The biggest problem with proportional control alone is that you want to reach new desired outputs quickly and avoid overshoot and minimize ripple once you get there. Responding quickly suggests a high proportional gain; minimizing overshoot第8页（共10页）and oscillation suggests a small proportional gain. Achieving both at the same time may not be possible in all systems.Fortunately, we do generally have (or can derive) information about the rate of change of the plant's output. If the output is changing rapidly, overshoot or undershoot may lie ahead. In that case, we can reduce the size of the change suggested by the proportional controller.The rate of change of a signal is also known as its derivative. The derivative at the current time is simply the change in value from the previous sample to the current one. This implies that we should subtract a change of:Differentialwhere D is a constant derivative gain. The only other thing we need to do is to save the previous sample in memory.In practice, proportional-derivative (PD) controllers work well. The net effect is a slower response time with far less overshoot and ripple than a proportional controller alone.IntegrationA remaining problem is that PD control alone will not always settle exactly to the desired output. In fact, depending on the proportional gain, it's altogether possible that a PD controller will ultimately settle to an output value that is far from that desired. The problem occurs if each individual error remains below the threshold for action by the proportional term. (Say the error is 3, P = 1/8, and integer math is used.) The derivative term won't help anything unless the output is changing. Something else needs to drive the plant toward the setpoint. That something is an integral term.An integral is a sum over time, in this case the sum of all past errors in the plant output，Even though the integral gain factor, I, is typically small, a persistent error will eventually cause the sum to grow large and the integral term to force a change in the drive signal. In practice, the accumulated error is usually capped at some maximum and minimum values.In summary, on-off and proportional control are the two basic techniques of第9页（共10页）closed-loop control. However, derivative and/or integral terms are sometimes added to porportional controllers to improve qualitative properties of a particular plant's response. When all three terms are used together, the acronym used to describe the controller is PID.第10页（共10页）。
