开环控制和闭环控制（课堂PPT）

1、1.1.1 开环控制 控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制系统称为开环控制系统。1第怎么叫：输出量没有对系统的控制产生任何影响2第1章 引 论 设定注水时间(输入)游泳池的水位（输出）定时器进水阀门水流量游泳池供水压力变大，单位时间进水量增加（水位超过）供水压力变小，单位时间进水量减少（水位不足）供水压力虽没变，管道、水池漏水（水位不足）前提变化了，但是控制系统没法精确控制水位3第1章 引 论 当人走近自动门时，门上方的红外装置检测到人体热辐射发出的红外信息，控制电路接收到该信号后，便会启动电动机开门或关门红外装置是否检测到人体热辐射发出的信号 (输入)门的开或关（输出）控制电

2、路电机自动门转动量4第1章 引 论 5第1章 引 论 干手器自动控制系统感知物体靠近(输入)加热的空气（输出）延时电路风机、电热丝风量出风口6第1章 引 论 居民楼道里使用的自动声控灯十字路口的红绿灯定时控制系统声音信号(输入)灯亮/灭（输出）控制电路延时开关电流楼道灯设定时序(输入)灯亮/灭（输出）电脑时序控制装置电流红绿灯开环控制系统的输出量没有对系统的控制产生任何影响，因此对控制系统不能进行精确控制7第1章 引 论 8第1章 引 论 水罐（1，2）祭坛点火庙门开或关转动轴（3）庙门旋转量希罗的自动门（希腊）思考：是开环还是闭环控制系统？输入？ 输出？输出值有没有影响控制？9第1章 引 论

3、 列举你所知道的开环控制系统游泳池定时注水游泳池定时注水自动自动控制系统控制系统窗帘（凉衣架）窗帘（凉衣架）自动自动控制系统控制系统红外线红外线自动门自动门控制系统控制系统水泵水泵自动自动抽水控制系统抽水控制系统电子警察车辆超速电子警察车辆超速自动自动检测检测拍照控制系统拍照控制系统电扇（电吹风）电扇（电吹风）自动自动送风控制送风控制系统系统公共汽车车门公共汽车车门自动自动控制系统控制系统升旗（升旗（人工人工）自动自动控制系统控制系统干手器干手器自动自动控制系统控制系统学校作息铃声学校作息铃声自动自动控制系统控制系统宾馆（酒店）宾馆（酒店）自动自动叫醒控制系叫醒控制系统防盗（火灾）统防盗（火灾

4、）自动自动报警控制报警控制系统系统音乐喷泉音乐喷泉自动自动控制系统控制系统一次性投篮一次性投篮人工人工控制系统控制系统声控（光控）灯声控（光控）灯自动自动控制系统控制系统电水壶电水壶自动自动烧水控制系统烧水控制系统十字路口红绿灯十字路口红绿灯自动自动控制系统控制系统电梯电梯自动自动升降控制系统升降控制系统希罗庙门希罗庙门自动自动蒸汽控制系统蒸汽控制系统10第1章 引 论 信号由给定值至被控量单向传递。这种控制较简单,但有较大的缺陷,即对象或控制装置受到干扰,或工作中特性参数发生变化,会直接影响被控量,而无法自动补偿。因此,系统的控制精度难以保证。从另一种意义理解,意味着对受控对象和其它控制元件

5、的技术要求较高。如数控线切割机进给系统、包装机等多为开环控制。11第1章 引 论 1.1.2 闭环控制(反馈控制) 闭环控制的定义是有被控制量反馈的控制,其原理框如图所示。从系统中信号流向看,系统的输出信号沿反馈通道又回到系统的输入端,构成闭合通道,故称闭环控制系统,或反馈控制系统。 12第比较器检测装置+-设定水位(输入)游泳池的水位（输出）控制器进水阀门水流量游泳池闭环控制系统可以对控制系统进行精确控制自动纠正（调控）检测装置在不断地检测游泳池的实际水位并返回到输入端与设定水位进行比较水位没达到，注水继续水位已达到，注水停止设定注水时间(输入)游泳池的水位（输出）定时器进水阀门水流量游泳池

6、13第1章 引 论 水箱的水位自动控制示意图设定水位(输入)游泳池的水位（输出）电气控制(控制器)阀门(执行器)水箱(被控对象)比较器 浮球 （检测装置）+-连杆装置14第1章 引 论 15第1章 引 论 l家用压力锅的压力控制系统是闭环控制系统，通过安全阀和排气孔实现压力控制。安全阀上有一个重锤压在高压锅的排气孔上作检测装置，当锅内温度升高时压力增大，重锤被抬起蒸汽排出，压力降到设定范围设定压力（输入量）控制装置（控制器）出气孔（执行器）出气量（控制量）压力锅（被控对象）锅内压力（输出量）重锤（检测装置）比较器+-16第1章 引 论 2、工业锅炉是利用重锤实现压力控制的，重锤挂在横杆上，杆的

7、支点在最左端，中间是锅炉的排气孔。锅炉如何实现压力控制，横杆的作用是什么。压力过高，蒸汽把横杆连同重锤顶起来，蒸汽从排气孔排出，使压力降到限定值。横杆的作用使重锤的位置可以调节，从而改变限制的压力值设定压力（输入量）控制装置（控制器）出气孔（执行器）出气量（控制量）锅炉（被控对象）锅内压力（输出量）重锤（检测装置）比较器+-17第1章 引 论 常见的闭环控制系统有哪些水塔水位水塔水位自动自动控制系统控制系统（闭环）（闭环）游泳池设定水位游泳池设定水位自动自动控制系统控制系统（闭环）（闭环）抽水马桶水箱水位抽水马桶水箱水位自动自动控制系统控制系统（闭环）（闭环）空调（室内温度）空调（室内温度）自

8、动自动控制系统控制系统（闭环）（闭环）冰箱（箱内温度）冰箱（箱内温度）自动自动控制系统控制系统（闭环）（闭环）恒温大棚（棚内温度）恒温大棚（棚内温度）自动自动控制系统控制系统（闭环）（闭环）饮水机烧水保温饮水机烧水保温自动自动控制系统控制系统（闭环）（闭环）电饭煲热饭保温电饭煲热饭保温自动自动控制系统控制系统（闭环）（闭环）高压锅锅内压力高压锅锅内压力自动自动控制系统控制系统（闭环）（闭环）锅炉炉内压力锅炉炉内压力自动自动控制系统控制系统（闭环）（闭环）多次投篮多次投篮人工人工控制系统控制系统（闭环）（闭环）门卫人员（时刻注视状况）大门门卫人员（时刻注视状况）大门人工人工控制系统控制系统（闭环

9、）（闭环）游泳池水位（时刻注视状况）游泳池水位（时刻注视状况）人工人工控制系统控制系统（闭环）（闭环）18第1章 引 论 19第1章 引 论 这种控制方式，无论是由于干扰造成,还是由于结构参数的变化引起被控量出现偏差,系统就利用偏差去纠正偏差，故这种控制方式为按偏差调节。 闭环控制系统的突出优点是利用偏差来纠正偏差,使系统达到较高的控制精度。但与开环控制系统比较,闭环系统的结构比较复杂,构造比较困难。需要指出的是,由于闭环控制存在反馈信号,利用偏差进行控制,如果设计得不好,将会使系统无法正常和稳定地工作。另外,控制系统的精度与系统的稳定性之间也常常存在矛盾。 20第1章 引 论 系统基系统基本要素本要素输入输入 输出输出量量控制控制装置装置执行执行装置装置控制控制对象对象比较比较器器反馈反馈装置装置开环开环有有有有有有有有有有没有没有 没有没有闭环闭环有有有有有有有有有有有有有有21 开环控制和闭环控制方式各有优缺点，在实际工程中应根据工程要求及具体情况来决定。如果事先预知