什么是开环控制系统

开环控制系统简介

下面由小编来介绍关于自动控制系统（automatic control systems）中的开环控制、闭环控制及其正负反馈系统，只有对正负反馈系统有所了解，才能更好的理解开环与闭环系统。另外，自控系统是一个复杂系统，其控制方法有：正负反馈、比值、比例、积分、微分等方法，如果感兴趣可以学习工业自动控制原理、化工自动控制原理等书籍学习。在无人直接参与下可使生产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的控制系统。自动控制系统是实现自动化的主要手段。按控制原理的不同，自动控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统。

               

适当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程，就是反馈。系统的控制输入不受输出影响的控制系统。在开环控制系统中，不存在由输出端到输入端的反馈通路（见反馈控制系统）。因此，开环控制系统又称为无反馈控制系统。开环控制系统由控制器与被控对象组成。控制器通常具有功率放大的功能。同闭环控制系统相比，开环控制系统的结构要简单得多，同时也比较经济。 开环控制系统主要是用于增强型的系统。

开环控制系统的结构

如果系统的输出端与输入端之间不存在反馈，也就是控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这样的系统称开环。与闭环控制系统相对。控制系统中，系统输出只受输入的控制，控制精度和抑制干扰的特性都比较差。开环控制系统中，基于按时序进行逻辑控制的称为顺序控制系统；由顺序控制装置、检测元件、执行机构和被控工业对象所组成。主要应用于机械、化工、物料装卸运输等过程的控制以及机械手和生产自动线。闭环控制系统是建立在反馈原理基础之上的，利用输出量同期望值的偏差对系统进行控制，可获得比较好的控制性能。闭环控制系统又称反馈控制系统。反馈，通过反馈建立起输入（原因）和输出（结果）的联系。

                              图1.开环闭环系统

使控制器可以根据输入与输出的实际情况来决定控制策略，以便达到预定的系统功能。根据反馈在系统中的作用与特点不同可以分正反馈（positive feedback）和负反馈（passive feedback）两种。下面通过例子来说明两种反馈在系统中的作用。负反馈的特点可以从“负”字上得到很好的理解，它主要是通过输入、输出之间的差值作用于控制系统的其他部分。这个差值就反映了我们要求的输出和实际的输出之间的差别。控制器的控制策略是不停减小这个差值，以使差值变小。负反馈形成的系统，控制精度高，系统运行稳定。

开环控制系统原理

负反馈一般是由测量元件测得输出值后，送入比较元件与输入值进行比较而得到的。正反馈在自动控制系统中主要是用来对小的变化进行放大，从而可以使系统在一个稳定的状态下工作。而且正反馈可以与负反馈配合使用，以使系统的性能更优。大家熟悉的核反应就是一个正反馈的例子。铀－235、钚－239这类重原子核在中子轰击下，通常会产生两个中等质子数的核，并放出2－3个中子和200兆电子伏能量（相当于3.2×1011焦耳）。放出的中子有的损耗在非裂变的核反应中或漏失到裂变系统之外，有的则继续引起重核裂变。如果每一个核裂变后能引起下一次核裂变的中子数平均多于1个，裂变系统就会形成自持的链式裂变反应，中子总数将随时间按指数规律增长。

这样反应堆中越来越多的核子发生裂变，放出更多的能量，从而达到发电的目的或者用来做其他用途。在反应堆工作之前，要通过几个触发中子来使系统工作起来。一旦反应开始后。系统自己会产生大量的中子来维持反应的进行。利用这种正反馈机制可以形成大规模的核反应。但是正反馈总是起放大最用，这样就会使系统中的作用越来越剧烈，最后会使系统损坏。所以一般正反馈都与负反馈配合使用，有的时候会在正反馈后面加上非线性环节（如限幅环节）。在核反应堆中，就是通过控制反应堆中铅棒（铅棒可以吸收中子）与反应物接触的面积来控制核反应的剧烈程度，否则我们就没有办法控制核电站发电多少了。今天小编就暂时先说到这里 ，小编希望能得到业界前辈的多多指教，若大家有其他不同见解或是疑问， 可以到本站的论坛去发帖跟我爱方案网网友交流...