开环电子控制系统

开环电子控制系统: 普通电热水壶, 普通台灯, 普通电磁炉 开环电子控制系统: 普通电热水壶, 普通台灯, 普通电磁炉 闭环电子控制系统: 电饭煲, 空调, 智能电热水壶 闭环电子控制系统方框图举例 自动电热水壶工作原理 HYPERLINK "http://img.blog.163.com/photo/Tz-opQfKUVil9pAAn_WSrg==/1740922730956021424.jpg" 分析： 1.加热：瓶内注满水，插上电源，超温保险器、主加热器、保温加热器构成回路，加热指示灯亮。由于温控器并联于保温加热器和保温指示灯两端，因而保温加热器不发热保温指示灯也不亮。接通电源后主加热器发热升温，当水温达到沸腾温度时，超温保险器自动跳开，加热指示灯熄灭， 2.保温：一旦测温装置获得的水温低于设定的温度，保温指示灯亮，此时主加热器与保温加热器串联，而主加热器的电阻远比保温加热器小，所以保温加热器发热，进行保温。 “开环控制”与“闭环控制”的区别就在于控制系统中有无反馈环节，所谓闭环控制就是存在反馈环节的控制。这样的系统能够适时地检测控制的输出结果，并将检测到的信息通过反馈环节反映到输入端，调整输入量，达到修正控制误差、提高控制精确度的目的。反馈技术被广泛应用在各种需要精确控制的系统中，尤其是电子控制系统，比如：各种放大电路中的增益控制；环境的温度、湿度、水位、压力的控制；机械结构的位置控制、速度控制等等。因此常常使人觉得：闭环控制是复杂的、精确的、自动的控制方式，而开环控制相对的简单、粗糙和非自动。这种感觉常常造成初学者在分析系统时的误判，需要特别注意。 以普通家用压力锅的温度控制过程为例，在密闭状态下，锅内的温度与压力呈对应关系。加热锅体，锅内温度逐步升高，锅内压力也随之升高；当锅内的压力达到设定值时，高压将顶开压在排气阀上的重锤，排出蒸汽，使锅内压力降低，压力的降低又造成温度的降低。由于重锤的重量是恒定，因此当温度达到设定值之后，加热量和排气量将呈动态平衡，锅内压力保持在高于大气压力的一个恒定值上，锅内温度也保持在高于常压水的沸点温度的一个恒定值上（一般为110℃左右），不再继续升高。过程如下图所示： 分析这样一个控制问题，首先要界定所考察的系统范围。从整体效果上看，该控制过程的输入量是加热锅体，加热锅体导致的三个结果：锅体升温、锅内升压以及排气孔排气，都是输出量，而输出量并未反馈回来影响输入量，因此它是一个开环控制系统。而更细致的分析，应该把升温过程与恒压/恒温过程分别进行分析。分析时考察的系统范围不同，结论也不同。 ①压力锅的加热、升温、升压过程 把加热炉具与压力锅看成一个系统，压力锅体因外部加热而升温，分析加热的过程。输入量——接通电源或点火，输出量——锅体升温、锅内升压以及排气孔排气。控制过程如下图所示，与用炉火加热普通锅体的过程相同，属于开环自动控制。 ②压力锅的恒压、恒温控制过程 压力锅能够保持锅内压力与温度恒定，主要是依靠了压在排气阀上的重锤的作用，因此还可以分析重锤对锅内压力的控制过程。输入量——重锤的重量，输出量——锅内气体的压力（温度），在输入端重锤重力与锅内压力（反馈量）进行比较，力的差值通过重锤控制排气孔的排气量，该过程属于闭环自动控制过程。 类似的自动控制例子还很多，比如：山地梯田中的水位控制，从山头到山脚梯状层叠的平面稻田，水流自上而下逐层灌溉着每一块田地，稻田中水位的高低由田埂上的排水口的高度决定，每一块稻田的水位都可以单独的设定。只要山头入水口的水流供给量保持在一定的范围内，无论蒸发量多或少，都能够确保稻田中基本恒定的水位。几千年来，劳动人民就是依靠这样一种简单的梯田结构，解决了稻田的自动灌溉问题，从控制设计的角度来看，梯田灌溉的水位控制没有使用任何反馈调节的环节，因此也属于开环控制。 简单的开环控制，应用得当，通常能够达到理想的自动控制效果。反之，复杂的闭环控制也未必都属于自动控制。汽车的驾驶就是一个常见的实例：汽车沿着道路行驶，必须有人的操控，从控制的角度看，属于人工控制，这时我们是将人与车作为一个整体，看成一个系统。驾驶员通过操控方向盘、油门、刹车等机构，控制车辆行驶的状态；同时，驾驶员还通过视觉，查看车辆与前方道路或障碍物的位置关系信息，根据这一信息不断修正自己的操作，使车辆按照预定的路线轨迹行驶。在这一过程中，驾驶员通过视觉获取的信息就是反馈量，因此属于闭环控制。 在教学中，通过深入地剖析一些典型控制案例，注重分析其输入量、输出量、反馈量、干扰因素之间的相互关系，注意区分系统的层次关系，就能够抓住要害，化繁为简，深刻地理解问题的本质。 1-1．控制论的中心思想是什么？简述其发展过程。 维纳（N.Wiener）在“控制论——关于在动物和机器中控制和通讯的科学”中提出了控 制论所具有的信息、反馈与控制三个要素，这就是控制论的中心思想 控制论的发展经历了控制论的起步、经典控制理论发展和成熟、现代控制理论的发展、 大系统理论和智能控制理论的发展等阶段。具体 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现为： 1． 1765 年瓦特（Jams Watt）发明了蒸汽机，1788 年发明了蒸汽机离心式飞球调速器， 2． 1868 年麦克斯威尔（J.C.Maxwell）发表“论调速器”文章；从理论上加以提高， 并首先提出了“反馈控制”的概念； 3． 劳斯（E.J.Routh）等提出了有关线性系统稳定性的判据 4． 20 世纪30 年代奈奎斯特（H.Nyquist）的稳定性判据，伯德（H.W.Bode）的负反馈 放大器； 5． 二次世界大仗期间不断改进的飞机、火炮及雷达等，工业生产自动化程度也得到提 高； 6． 1948 年维纳（N.Wiener）通过研究火炮自动控制系统，发表了著名的“控制论—关 于在动物和机器中控制和通讯的科学”一文，奠定了控制论这门学科的基础，提出 了控制论所具有的信息、反馈与控制三要素； 7． 1954 年钱学森发表“工程控制论” 8． 50 年代末开始由于技术的进步和发展需要，并随着计算机技术的快速发展，使得现 代控制理论发展很快，并逐渐形成了一些体系和新的分支。 9． 当前现代控制理论正向智能化方向发展，同时正向非工程领域扩展（如生物系统、 医学系统、经济系统、社会系统等）， 1-2．试述控制系统的工作原理。 控制系统就是使系统中的某些参量能按照要求保持恒定或按一定规律变化。它可分为人 工控制系统（一般为开环控制系统）和自动控制系统（反馈控制系统）。人工控制系统就是 由人来对参量进行控制和调整的系统。自动控制系统就是能根据要求自动控制和调整参量的 系统，系统在受到干扰时还能自动保持正确的输出。它们的基本工作原理就是测量输出、求 出偏差、再用偏差去纠正偏差。 1-3．何谓开环控制与闭环控制？ 开环控制：系统的输出端和输入端之间不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用没有 影响。系统特点：系统简单，容易建造、一般不存在稳定性问题，精度低、抗干扰能力差。 闭环控制：系统的输出端和输入端存在反馈回路，输出量对控制作用有直接影响。闭环 的反馈有正反馈和负反馈两种，一般自动控制系统均采用负反馈系统，闭环控制系统的特点： 精度高、抗干扰能力强、系统复杂，容易引起振荡。 1-4．试述反馈控制系统的基本组成。 反馈控制系统一般由以下的全部或部分组成（如图示）： 1． 给定元件：主要用于产生给定信号或输入信号 2． 反馈元件：测量被控量或输出量 3． 比较元件：比较输入信号和反馈信号之间的偏差 4． 放大元件：对偏差信号进行放大和功率放大 5． 执行元件：直接对控制对象进行操作 6． 校正元件：或称校正装置，用于改善系统的控制性能，有反馈校正和串联校正 7． 控制对象：控制系统所要操纵的对象，它的输出量即为系统的被控制量 1-5．反馈控制原理是什么？ 反馈控制的基本原理可简单的表述为： a) 测量、反馈：由传感器检测系统的输出变化，通过反馈回路将此信号的部分或全部 反馈到输入端。 b) 求偏差：将反馈回来的信号和输入信号进行比较，可得它们之间的偏差大小，即实 际输出值与给定值的偏差。 c) 纠正偏差：根据偏差的大小和方向对系统进行控制，以改变系统的输出，使偏差减 小的过程。 经过以上三个过程，最终使系统的输出满足要求。 1-6．试述自动控制系统的基本类型。 自动控制系统可按不同的分类 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ，分成不同的类型，主要有： 1． 按控制作用的特点分： a) 恒值系统：系统的输入变化很少，主要要求系统输出能保持恒定。 b) 程序控制系统：系统的输入是预先知道的，要求系统能在预定的输入时能使输出也 能按照预定的规律变化。 c) 随动系统：输入信号是一种随机信号，要求系统能快速跟踪随机输入信号的变化。 2． 按系统反应特性分： a) 连续系统：系统中的所有参量都是连续变化的。有线性系统和非线性系统。 b) 离散系统：亦称数字控制系统，系统中的所有参量都是数字量，数值不连续，时间 上也是离散的。 c) 混合系统：系统中的参量既有连续量，也有离散量，一般系统的输出多为连续量，而信号的处理、控制采用数字量。 3． 按数学描述分： a) 线性系统：可由线性微分方程描述的系统。线性微分方程是指微分方程是定常和线 性的。线性系统可应用叠加原理，将多输入及多输出的系统转化为单输入和单输出 的系统进行处理分析，最后进行叠加。另外线性系统还有一个重要的性质，就是均 匀性，即当输入量的数值成比例增加时，输出量的数值也成比例增加，而且输出量 的变化规律只与系统的结构、参数及输入量的变化规律有关，与输入量数值的大小 是无关的。 b) 非线性系统：研究非线性系统的运动规律和分析方法的一个分支学科。系统是由非 线性微分方程和非线性差分方程给出的。非线性系统理论的研究对象是非线性现 象，它反映出非线性系统运动本质的一类现象，不能采用线性系统的理论来解释， 主要原因是非线性现象有频率对振幅的依赖性、多值响应和跳跃谐振、分谐波振荡、 自激振荡、频率插足、异步抑制、分岔和混沌等。 1-7．试述对控制系统的基本要求。 控制系统的基本要求可由稳、准、快三个字来描述。 1． 稳即稳定性：由于系统存在惯性，当系统的各个参数匹配不妥时，将会引起系统的 振荡而失去工作能力。稳定性是系统工作的首要条件。 2． 准即准确性：输出量与给定量之间的偏差，随时间变化的程度，称动态精度偏差； 调整过程结束后的偏差，称静态精度偏差。 3． 快即快速性：在系统稳定的前提下，消除偏差过程的快速程度。__