自动控制的工作原理和方式

1.开环控制

开环控制是指系统的输出量只受控于控制作用，而对控制作用不能反施任何影响的控制方式。

开环控制系统是无被控量反馈的系统，即在系统中控制信息的流动未形成闭合回路。

优点：结构简单，成本低廉，易于实现。

缺点：对扰动没有抑制能力，控制精度低。

开环控制系统框图如图5-1-1所示。

图5-1-1 开环控制系统框图

2.闭环控制

闭环控制是指系统的输出量与控制作用之间存在着负反馈的控制方式。

采用闭环控制的系统称为闭环控制系统或反馈控制系统。闭环控制是一切生物控制自身运动的基本规律。人本身就是一个具有高度复杂控制能力的闭环系统。闭环控制系统框图如图5-1-2所示。(www.xing528.com)

图5-1-2 闭环控制系统框图

优点：具有自动补偿由于系统内部和外部干扰所引起的系统误差（偏差）的能力，因而有效地提高了系统的精度。

缺点：系统参数应适当选择，否则可能不能正常工作。

反馈是指把输出量送回到系统的输入端并与输入信号比较的过程。若反馈信号是与输入信号相减而使偏差值越来越小，则称为负反馈；反之，则称为正反馈。

显然，负反馈控制是一个利用偏差进行控制并最后消除偏差的过程，所以又称偏差控制。

同时，由于有反馈的存在，整个控制过程是闭合的，故也称为闭环控制。

比较以上两种控制方式，开环控制的特点是控制装置只按照给定的输入信号对输出量进行单向控制，而不对输出量进行测量并反向影响控制作用。以烧结炉温度控制为例，当炉温偏离希望值时，开关K的接通或断开时间不会相应改变。因此，开环控制不具有修正由于扰动（使被控制量偏离希望值的因素）而出现的输出量与目标值之间偏差的能力，即抗干扰能力差。

而在闭环控制中，输出量一般是由测量装置检测并反馈到输入端，然后由比较装置将它与输入信号综合得到偏差（误差）。同样是炉温控制的例子，根据炉温的实际偏差进行控制，就能提高炉温控制精度和抗干扰能力。