开环控制和闭环控制PPT课件.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1.1 开环控制和闭环控制,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,游泳池定时注水自动控制系统,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,自动门的控制系统,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,开环控制系统的结构图,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,列举你所知道的开环控制系统,游泳池定时注水,自动,控制系统,窗帘（凉衣架）,自动,控制系统,红外线,自动门,控制系统,水泵,自动,抽水控制系统,电子警察车辆超速,自动,检测拍照控制系统,电扇（电吹风）,自动,送风控制系统,公共汽车车门,自动,控制系统,升旗（,人工,）,自动,控制系统,干手器,自动,控制系统,学校作息铃声,自动,控制系统,宾馆（酒店）,自动,叫醒控制系统防盗（火灾）,自动,报警控制系统,音乐喷泉,自动,控制系统,一次性投篮,人工,控制系统,声控（光控）灯,自动,控制系统,电水壶,自动,烧水控制系统,十字路口红绿灯,自动,控制系统,电梯,自动,升降控制系统,希罗庙门,自动,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,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,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,1,、家用压力锅的压力控制系统是开环控制系统还是闭环控制系统？它是通过那些装置实现压力控制的？说出其控制过程。,15,第1章 引 论,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,自动,控制系统,（闭环）,游泳池设定水位,自动,控制系统,（闭环）,抽水马桶水箱水位,自动,控制系统,（闭环）,空调（室内温度）,自动,控制系统,（闭环）,冰箱（箱内温度）,自动,控制系统,（闭环）,恒温大棚（棚内温度）,自动,控制系统,（闭环）,饮水机烧水保温,自动,控制系统,（闭环）,电饭煲热饭保温,自动,控制系统,（闭环）,高压锅锅内压力,自动,控制系统,（闭环）,锅炉炉内压力,自动,控制系统,（闭环）,多次投篮,人工,控制系统,（闭环）,门卫人员（时刻注视状况）大门,人工,控制系统,（闭环）,游泳池水位（时刻注视状况）,人工,控制系统,（闭环）,18,第1章 引 论,闭环控制系统的结构图,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,开环控制系统和闭环控制系统的联系和区别,系统基本要素,输入,输出量,控制装置,执行装置,控制对象,比较器,反馈装置,开环,有,有,有,有,有,没有,没有,闭环,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。如果事先预知输入量的变化规律，又不存在外部和内部参数的变化,则采用开环控制较好。如果对系统外部干扰无法预测，系统内部参数又经常变化,为保证控制精度，采用闭环控制则更为合适。如果对系统的性能要求比较高，为了解决闭环控制精度与稳定性之间的矛盾，可以采用开环控制与闭环控制相结合的复合控制系统。,返回,22,第1章 引 论,