另类熟妇-另类图片av-另类图片激情-另类图片综合网-另类小说 人妻-另类小说第1页

控制系統從“開環”到“閉環”，究竟經歷了什么？

記得上大學每當上課時，就聽到老師在上面一頓嚷嚷“開環增益、閉環增益、開環傳函、閉環傳函……”老師在上面說的激情澎湃，下面大家聽的一臉茫然。

如今，每當工作涉及控制系統時，都又會見到這些難分的詞語，相信有很多朋友也一定遇到過這樣的問題。今天，我們就一起來看看這些術語都是什么？控制系統如何從“開環”到“閉環”？

開環系統和閉環系統是從控制系統里劃分出來的，而控制系統是指由控制主體、控制客體和控制媒體組成的具有自身目標和功能的管理系統。

設計控制系統的目的是使被控制對象達到預定的理想狀態，可以認為控制系統就是人類想要達成某一目標的工具。

例如，有一輛在公路上行駛的汽車，假設汽車的速度與加速踏板的位置成函數關系。那么駕駛員通過控制加速踏板的壓力便可以達到所希望的速度。此時，人和汽車便組成一個控制系統。

圖片來源：OFweek維科網

在弄清楚開環系統和閉環系統前，我們還要弄清楚一個概念：反饋。

反饋指將系統的輸出返回到輸入端并以某種方式改變輸入，進而影響系統功能的過程。根據反饋對輸出產生影響的性質，反饋可分為負反饋和正反饋。

負反饋：使輸出起到與輸入相反的作用，使系統輸出與系統目標的誤差減小，系統趨于穩定。

正反饋：使輸出起到與輸入相似的作用，使系統偏差不斷增大，使系統振蕩，可以放大控制作用。

反饋是區分開環系統和閉環系統最重要的因素。

開環控制是指無反饋信息的系統控制方式，系統的輸入影響輸出而不受輸出影響的系統。

由于輸出不對輸入施加影響，因此開環系統不能對輸出偏差和擾動做出反應，只能對設定值做出規定的響應。

當操作者啟動系統，使之進入運行狀態后，系統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一步的控制。因此，開環系統的初始設定值非常重要，一旦出錯就要從頭再來。

例如，鐘表是一個開環系統，因為它本身不會在乎自己準時與否，更不用說自行調節了。

類似的開環系統還有很多，比如當我們夜晚睡覺前關燈時，在按下燈的開關的一瞬間，控制活動已經結束，燈有沒有亮已經對著這個開關沒有意義了。

在社會經濟系統中很少存在開環系統，而在系統動力學模型調試初期，設計者通常可以將反饋環取消，使系統成為開環系統，從而簡化問題，易于調整。

閉環系統亦稱“反饋系統”，系統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。

在一個閉環系統中，反饋信息取自系統狀態，是作出決策的依據；通過決策控制改變系統狀態，而這個狀態又影響到未來的決策，這個作用過程是連續的、循環的。

比如說水龍頭的出水，當我們需要用水時，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，由眼睛觀察現有水流的流量大小，然后與期望值進行比較，并不斷地用手進行調解，從而形成了一個閉環控制。

在人類活動的地方，各種社會群體、經濟、管理等系統都是閉環系統。閉環是自然界一切生命過程和人類的社會經濟過程的基本模式。

從原理來看，“開環控制”與“閉環控制”的區別就在于控制系統中有無反饋環節。

反饋環節的存在與否，使得控制系統的特性和使用范圍千差萬別。

沒有反饋環節的開環控制系統不能檢測誤差，更不能校正誤差。其控制精度和抑制干擾的性能都比較差，而且對系統參數的變動很敏感。

但其優點也非常明顯，沒有檢測設備，組成結構非常簡單，比較經濟。

因此，開環系統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。

存在反饋環節的閉環系統能夠適時地檢測出控制的輸出結果，并將檢測到的信息通過反饋環節反映到輸入端，調整輸入量，使輸出量更為準確。

但它缺乏開環控制的那種預防性。如在控制過程中造成不利的后果后，不利后果會持續擴大。

基于各項特性，閉環系統被廣泛應用于對外界環境要求比較高、高精度場合。

圖片來源：OFweek維科網

通過上面的描述，我們很可能產生一個錯覺，開環系統是簡單的、粗糙的，系統無法起到自動控制效果，而閉環控制系統是復雜的、精確地，都屬于自動控制。

這是一個完全錯誤的觀念。

簡單的開環控制，設計恰當，通常也是能夠達到理想的自動控制效果。

比如：幾千年來，勞動人民就是依靠這樣一種簡單的梯田結構，解決了稻田的自動灌溉問題。

山地梯田中的水位控制，只要山頭入水口的水流供給量保持在一定的范圍內，無論蒸發量多或少，都能夠確保稻田中基本恒定的水位。

從控制設計的角度來看，梯田灌溉的水位控制沒有使用任何反饋調節的環節，因此也屬于開環控制，但起到了自動控制的作用。

反之，復雜的閉環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：汽車沿著道路行駛，必須有人的操控，從控制的角度看，屬于人工控制。這時，我們將人與車看作為一個整體，一個系統。

駕駛員通過操控方向盤、油門、剎車等機構控制車輛行駛的狀態；同時，駕駛員還要通過視覺、聽覺來掌握四周的信息，根據這些信息不斷修正自己的操作，使車輛在預定的道路上安全行駛。

在這個過程中，駕駛員通過視覺、聽覺獲取的信息就是反饋量，因此屬于閉環控制，但這個系統不屬于自動控制。

通過以上的描述，我們認識的“開環”到“閉環”，主要就是添加了反饋環節。有無反饋環節的控制系統在特性上完全不同，在日后的學習和工作中，一定要慎重選擇“開環”還是“閉環”。