开环、闭环

JackIeLc

开环、闭环 [复制链接]

在嵌入式开发中，经常会遇到一个控制领域的概念，就是开环和闭环。即使你不是控制专业的，如果你想从事嵌入式，我建议也需要了解一下开环和闭环的概念。开环和闭环都是控制方面经常使用的术语。开环控制是指控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没有反向联系的控制过程，按这种方式组成的系统称为开环控制系统。闭环控制是将输出量直接或间接反馈到输入端形成闭环、参与控制的控制方式。

介绍

开环

开环的英文名是open-loop。开环相对于闭环而言，也叫开环控制系统。意思就是不将控制的结果反馈回来影响当前控制的系统。开环就相当于单向操作，我们给控制器一个值，控制器就按这个值操作控制。也就是只控制输出，不计后果的控制。这种系统比较简单，容易掌握使用，工作稳定，但精度和速度的提高受到限制，所以一般仅用于不考虑外界影响，或惯性小、精度要求不高的一些系统。打个比方，开环相当于开水龙头，你拧到什么位置，水龙头就出多少大小的水，没有反馈信号。

闭环

闭环也叫反馈控制系统，是由信号正向通路和反馈通路构成闭合回路的自动控制系统，是将系统输出量的测量值与所期望的给定值相比较，由此产生一个偏差信号，利用此偏差信号进行调节控制，使输出值尽量接近于期望值。闭环控制，一般由人们设定目标，由电路自己的检测电路实行反馈检测数据。达到跟踪设定的操作过程就叫做闭环控制。闭环指作为被控的输出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。没有反馈的开环控制，将坚定执行操作者的指令，而闭环控制可能会因为一些问题而终止指令。
换言之，开环控制只要指令下达了，就会一步到位，而闭环控制指令下去后，操作者会收到反馈消息，可能因为反馈消息而中指指令。
具体内容是指： 把控制系统输出量的一部分或全部，通过一定方法和装置反送回系统的输入端，然后将反馈信息与原输入信息进行比较，再将比较的结果施加于系统进行控制，避免系统偏离预定目标。闭环控制系统利用的是负反馈。 即是由信号正向通路和反馈通路构成闭合回路的自动控制系统，又称反馈控制系统。
闭环以 饮水机或较先进的电水壶为例，它不用你管，水开了，自动断电保温。水冷了，自动接通电源，加温。
这种系统定位精度高，但系统复杂、调试和维修困难，价格较贵，主要用于高精度的系统。

 

  

 

 

开环与闭环的区别

 

1. 工作原理不同
   开环控制系统不能检测误差，也不能校正误差。控制精度和抑制干扰的性能都比较差，而且对系统参数的变动很敏感。因此，一般仅用于可以不考虑外界影响，或惯性小，或精度要求不高的一些场合。
   闭环控制的优点是充分发挥了反馈的重要作用，排除了难以预料或不确定的因素，使校正行动更准确，更有力。但它缺乏开环控制的那种预防性。如在控制过程中造成不利的后果才采取纠正措施。因此，一般广泛应用于对外界环境要求比较高、高精度场合。
2. 结构组成不同
   开环系统没有检测设备，组成简单，但选用的元器件要严格保证质量要求。闭环系统具有抑制干扰的能力，对元件特性变化不敏感，并能改善系统的响应特性。
3. 稳定性不同
   开环控制系统的稳定性比较容易解决。闭环系统中反馈回路的引入增加了系统的复杂性。

Jacktang

开环相当于开水龙头，你拧到什么位置，水龙头就出多少大小的水，没有反馈信号。这个比方好

JackIeLc

Jacktang 发表于 2024-11-9 09:39 开环相当于开水龙头，你拧到什么位置，水龙头就出多少大小的水，没有反馈信号。这个比方好

这样相对好理解点，我最开始搞不清楚也是用这个方法来区分。

振动试验仪器

闭环就是在输出电路的输出信号经过 一个比较器，比较器有一个目标值，另外一个是检测量即控制量的输入了，当控制值小于目标值，控制器的输出加大，当控制值接近目标值后，输出就减小或维持。这样就保证，控制值维持一个恒定值。

比如汽车的自动驾驶的定速控制，就软件设定了一个固定的车速，车速就是通过传感器来反馈的，当车速传感器出现故障时，反馈的速度不对时，控制器就会不断的加速。

振动试验仪器

控制器一般都会设置开环和闭环两个选项，在调试维修时会用到开环，就是手动操作控制了。

在正常使用就是选择闭环，就是自动运行了。

JackIeLc

谢谢老师指教