開環(huán)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的分析(編輯修改稿)
2024-07-14 04:01 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 和根軌跡法——都是建立在傳遞函數(shù)的基礎(chǔ)之上。而在經(jīng)典控制理論中傳遞函數(shù)有兩個重要且易混淆的內(nèi)容即：Gk(s)=G(s)?H(s) 開環(huán)傳遞函數(shù)Gk(s)=G(s)/1+G(s)?H(s) 閉環(huán)傳遞函數(shù)開環(huán)傳函其實是閉環(huán)傳函的一部分。開環(huán)和閉環(huán)的本質(zhì)區(qū)別是：閉環(huán)控制系統(tǒng)的被控量要反饋回到給定信號端，與給定信號進(jìn)行比較（一般為負(fù)反饋），而開環(huán)沒有這一環(huán)節(jié)。另外，還有半閉環(huán)控制系統(tǒng)，之所以叫半閉環(huán)是因為反饋回到給定輸入信號的反饋量不是直接取自被控量，而是間接取到的。三、開環(huán)閉環(huán)的區(qū)別與優(yōu)缺點(diǎn)開環(huán)控制系統(tǒng)不能檢測誤差，也不能校正誤差。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。合閉環(huán)控制系統(tǒng)不管出于什么原因（外部擾動或系統(tǒng)內(nèi)部變化），只要被控制量偏離規(guī)定值，就會產(chǎn)生相應(yīng)的控制作用去消除偏差?？刂凭群鸵种聘蓴_的性能都比較差，而且對系統(tǒng)參數(shù)的變動很敏感。因此，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。開環(huán)系統(tǒng)沒有檢測設(shè)備，組成簡單，但選用的元器件要嚴(yán)格保證質(zhì)量要求。閉環(huán)系統(tǒng)具有抑制干擾的能力，對元件特性變化不敏感，并能改善系統(tǒng)的響應(yīng)特性。開環(huán)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性比較容易解決。閉環(huán)系統(tǒng)中反饋回路的引入增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。由開環(huán)閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖可以看出，開環(huán)控制系統(tǒng)是比較簡單的單回路控制方式，信息從輸入端到輸出端，僅有一條路徑，本身不能對被控量的偏差進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)償，沒有自動糾正的能力，控制精確度相對比較低，可以節(jié)省開支，容易實現(xiàn)、適用于較穩(wěn)定的場合；閉環(huán)比開環(huán)控制系統(tǒng)多了一個反饋，有適當(dāng)?shù)臋z測裝置把系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端的過程。這樣一來，既存在由輸入到輸出的信號前向通路，也包含從輸出端到輸入端的信號反饋通路，信息流經(jīng)的路徑有兩條，構(gòu)成一個閉合環(huán)路，不論何種原因都會產(chǎn)生控制作用來減少偏差，但設(shè)計麻煩，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，用于高精度和高可靠性的場合。例如在現(xiàn)實中大炮發(fā)射，是開環(huán)控制系統(tǒng)，因為開炮前瞄準(zhǔn)控制，炮彈一旦出了膛就不再管了；而導(dǎo)彈發(fā)射，是閉環(huán)控制系統(tǒng)，因為導(dǎo)彈控制系統(tǒng)會根據(jù)對目標(biāo)的偏差糾正偏差以力爭命中目標(biāo)。開環(huán)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，比較經(jīng)濟(jì)。缺點(diǎn)是無法消除干擾所帶來的誤差。同開環(huán)控制系統(tǒng)相比，閉環(huán)控制具有一系列優(yōu)點(diǎn)。在反饋控制系統(tǒng)中，不管出于什么原因（外部擾動或系統(tǒng)內(nèi)部變化），只要被控制量偏離規(guī)定值，就會產(chǎn)生相應(yīng)的控制作用去消除偏差。因此，它具有抑制干擾的能力，對元件特性變化不敏感，并能改善系統(tǒng)的響應(yīng)特性。但反饋回路的引入增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，而且增益選擇不當(dāng)時
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