- 您的位置：
- 網(wǎng)站首頁 >>
- 新聞中心
控制系統(tǒng)從“開環(huán)”到“閉環(huán)”，究竟經(jīng)歷了什么？
開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)是從控制系統(tǒng)里劃分出來的，而控制系統(tǒng)是指由控制主體、控制客體和控制媒體組成的具有自身目標(biāo)和功能的管理系統(tǒng)。
設(shè)計控制系統(tǒng)的目的是使被控制對象達(dá)到預(yù)定的理想狀態(tài)，可以認(rèn)為控制系統(tǒng)就是人類想要達(dá)成某一目標(biāo)的工具。
例如，有一輛在公路上行駛的汽車，假設(shè)汽車的速度與加速踏板的位置成函數(shù)關(guān)系。那么駕駛員通過控制加速踏板的壓力便可以達(dá)到所希望的速度。此時，人和汽車便組成一個控制系統(tǒng)。
在弄清楚開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)前，我們還要弄清楚一個概念：反饋。
反饋指將系統(tǒng)的輸出返回到輸入端并以某種方式改變輸入，進(jìn)而影響系統(tǒng)功能的過程。根據(jù)反饋對輸出產(chǎn)生影響的性質(zhì)，反饋可分為負(fù)反饋和正反饋。
負(fù)反饋：使輸出起到與輸入相反的作用，使系統(tǒng)輸出與系統(tǒng)目標(biāo)的誤差減小，系統(tǒng)趨于穩(wěn)定。
正反饋：使輸出起到與輸入相似的作用，使系統(tǒng)偏差不斷增大，使系統(tǒng)振蕩，可以放大控制作用。
反饋是區(qū)分開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)最重要的因素。
開環(huán)控制是指無反饋信息的系統(tǒng)控制方式，系統(tǒng)的輸入影響輸出而不受輸出影響的系統(tǒng)。
由于輸出不對輸入施加影響，因此開環(huán)系統(tǒng)不能對輸出偏差和擾動做出反應(yīng)，只能對設(shè)定值做出規(guī)定的響應(yīng)。
當(dāng)操作者啟動系統(tǒng)，使之進(jìn)入運行狀態(tài)后，系統(tǒng)將操作者的指令一次性輸向受控對象，在這之后，操作者將不能對受控對象的變化而做進(jìn)一步的控制。因此，開環(huán)系統(tǒng)的初始設(shè)定值非常重要，一旦出錯就要從頭再來。
例如，鐘表是一個開環(huán)系統(tǒng)，因為它本身不會在乎自己準(zhǔn)時與否，更不用說自行調(diào)節(jié)了。
閉環(huán)系統(tǒng)亦稱“反饋系統(tǒng)”，系統(tǒng)的輸入影響輸出的同時又受到輸出的直接或間接影響的系統(tǒng)。
在一個閉環(huán)系統(tǒng)中，反饋信息取自系統(tǒng)狀態(tài)，是作出決策的依據(jù)；通過決策控制改變系統(tǒng)狀態(tài)，而這個狀態(tài)又影響到未來的決策，這個作用過程是連續(xù)的、循環(huán)的。
比如說水龍頭的出水，當(dāng)我們需要用水時，首先要在大腦中有一個對水流大小的期望流量。水龍頭打開后，由眼睛觀察現(xiàn)有水流的流量大小，然后與期望值進(jìn)行比較，并不斷地用手進(jìn)行調(diào)解，從而形成了一個閉環(huán)控制。
在人類活動的地方，各種社會群體、經(jīng)濟(jì)、管理等系統(tǒng)都是閉環(huán)系統(tǒng)。閉環(huán)是自然界一切生命過程和人類的社會經(jīng)濟(jì)過程的基本模式。
從原理來看，“開環(huán)控制”與“閉環(huán)控制”的區(qū)別就在于控制系統(tǒng)中有無反饋環(huán)節(jié)。
反饋環(huán)節(jié)的存在與否，使得控制系統(tǒng)的特性和使用范圍千差萬別。
沒有反饋環(huán)節(jié)的開環(huán)控制系統(tǒng)不能檢測誤差，更不能校正誤差。其控制精度和抑制干擾的性能都比較差，而且對系統(tǒng)參數(shù)的變動很敏感。
但其優(yōu)點也非常明顯，沒有檢測設(shè)備，組成結(jié)構(gòu)非常簡單，比較經(jīng)濟(jì)。
因此，開環(huán)系統(tǒng)一般僅用于可以不考慮外界影響，或慣性小，或精度要求不高的一些場合。
存在反饋環(huán)節(jié)的閉環(huán)系統(tǒng)能夠適時地檢測出控制的輸出結(jié)果，并將檢測到的信息通過反饋環(huán)節(jié)反映到輸入端，調(diào)整輸入量，使輸出量更為準(zhǔn)確。
但它缺乏開環(huán)控制的那種預(yù)防性。如在控制過程中造成不利的后果后，不利后果會持續(xù)擴(kuò)大。
基于各項特性，閉環(huán)系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于對外界環(huán)境要求比較高、高精度場合。
通過上面的描述，我們很可能產(chǎn)生一個錯覺，開環(huán)系統(tǒng)是簡單的、粗糙的，系統(tǒng)無法起到自動控制效果，而閉環(huán)控制系統(tǒng)是復(fù)雜的、精確地，都屬于自動控制。
這是一個完全錯誤的觀念。
簡單的開環(huán)控制，設(shè)計恰當(dāng)，通常也是能夠達(dá)到理想的自動控制效果。
而復(fù)雜的閉環(huán)控制也未必都屬于自動控制。
汽車的駕駛就是個常見的例子。在這個駕駛過程中，駕駛員通過視覺、聽覺獲取的信息就是反饋量，因此屬于閉環(huán)控制，但這個系統(tǒng)不屬于自動控制。
通過以上的描述，我們認(rèn)識的“開環(huán)”到“閉環(huán)”，主要就是添加了反饋環(huán)節(jié)。有無反饋環(huán)節(jié)的控制系統(tǒng)在特性上完全不同，一定要慎重選擇“開環(huán)”還是“閉環(huán)”。【1】
上海沐天機(jī)電設(shè)備有限公司是一家致力于生產(chǎn)各類直流電機(jī)調(diào)速器、全數(shù)字力矩電機(jī)控制器、機(jī)電一體化成套控制系統(tǒng)、工業(yè)自動化生產(chǎn)線電氣控制自控系統(tǒng)、線纜生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)、直流傳動柜、溫控柜等產(chǎn)品的生產(chǎn)制造型企業(yè)。
我司所生產(chǎn)KTS系列全數(shù)字力矩電機(jī)控制器采用ARM內(nèi)核的32位芯片，不僅控制精準(zhǔn)、還可增加功能程序，操作簡便等優(yōu)點。
ZKS系列直流電機(jī)調(diào)速器采用TCA785寬條制脈沖移相觸發(fā)，采用閉環(huán)/雙閉環(huán)系統(tǒng)，實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩?zé)o極調(diào)速，反向制動功能，可高速正反轉(zhuǎn)自由切換，電壓反饋，測速反饋可自由選擇，接線方便，操作便捷。
如需了解更多本產(chǎn)品或其他產(chǎn)品信息，歡迎來我司官網(wǎng)：zgougan.cn 或 上海沐天機(jī)電設(shè)備有限公司?阿里巴巴店 光臨咨詢，亦可電話咨詢：13501761366。隨時恭候您的大駕光臨。
【1】節(jié)選自《OFweek工控網(wǎng)》