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闭环控制 |
闭环控制是指控制论的一个基本概念。指作为被控的输出量以一定方式返回到作为控制的输入端,并对输入端施加控制影响的一种控制关系。带有反馈信息的系统控制方式。当操作者启动系统后,通过系统运行将控制信息输向受控对象,并将受控对象的状态信息反馈到输入中,以修正操作过程,使系统的输出符合预期要求。闭环控制是一种比较灵活、工作绩效较高的控制方式,工业生产中的多数控制方式采用闭环控制的设计。
简介
闭环控制是根据控制对象输出反馈来进行校正的控制方式,它是在测量出实际与计划发生偏差时,按定额或标准来进行纠正的。闭环控制,从输出量变化取出控制信号作为比较量反馈给输入端控制输入量,一般这个取出量和输入量相位相反,所以叫负反馈控制,自动控制通常是闭环控制。比如家用空调温度的控制。当受控客体受干扰的影响,其实现状态与期望状态出现偏差时,控制主体将根据这种偏差发出新的指令,以纠正偏差,抵消干扰的作用。在闭环控制中,由于控制主体能根据反馈信息发现和纠正受控客体运行的偏差,所以有较强的抗干扰能力,能进行有效的控制,从而保证预定目标的实现。管理中所实行的控制大多是闭环控制,所用的控制原理主要是反馈原理。这种控制如果我们把输入值用x表示,输出值用y表示,客体的功能用s表示,控制系统也即反馈系统的作用用R表示,偏差信息用△x表示,则有:y=S(X+△X)=S(X+Ry)=SX+SRy式中R称反馈因子或控制参数,它反映闭环控制系统的反馈功能或控制功能。
评价
发动机电喷系统的闭环控制是一个实时的氧传感器、计算机和燃油量控制装置三者之间闭合的三角关系。氧传感器“告诉”计算机混合气的空燃比情况,计算机发出命令给燃油量控制装置,向理论值的方向调整空燃比(14.7:1)。这一调整经常会超过一点理论值,氧传感器察觉出来,并报告计算机,计算机再发出命令调回到14.7:1。因为每一个调整的循环都很快,所以空燃比不会偏离14.7:1,一旦运行,这种闭环调整就连续不断。采用闭环控制的电喷发动机,由于能使发动机始终在较理想的工况下运行(空燃比偏离理论值不会太多),从而能保证汽车不仅具有较好的动力性能,还能省油正反馈与负反馈是闭环控制常见的两种基本形式。其中负反馈与正反馈从达到目的的角度讲具有相同的意义。从反馈实现具体方式来看,正反馈与负反馈属于代数或者算术意义上的“加减”反馈方式,即输出量回馈至输入端后,和输入量进行加减的统一性整合后,作为新控制输出,去进一步控制输出量。实际上,输出量对输入量回馈远不止这些方式。这表现为:运算上,不仅仅是加减运算,还包括了更广域的数学运算;回馈方式上,输出量对输入量回馈,也不一定采取和输入量进行综合运算形成统一的控制输出,输出量能通过控制链直接施控于输入量等等。[1]