开环控制系统和闭环控制系统图解

   2020-08-10 94920
 开环控制系统和闭环控制系统图解


一、开环控制系统:

控制系统的输出量对系统没有控制作用,这种系统是开环控制系统。

举例1 :开环调速系统

1、原理示意图

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

图1-1

2、系统组成及各环节作用:

电位器:产生电压

可控硅整流电路:产生直流输出电压

电动机:带动负载执行机构

励磁绕组:提供励磁电流                                               

3、工作原理:1)工作过程。

               2)扰动量:对系统输出量产生相反作用的量。

该系统扰动量:

 = 1 \* GB3 ① Mfz= 2 \* GB3 ;②电流波动;= 3 \* GB3 ③元件参数变化

4、系统框图

 

 

                          图1-2

输出量:控制系统的被控量-电机转速n

输入量:影响系统输出的外界输入(给定输入、扰动输入)-给定电压Ug

控制装置:可控硅整流电路

被控对象:电动机

5、开环控制系统的特点:

1)系统输出量对控制作用无影响

2)无反馈环节

3)出现干扰靠人工消除

4)无法实现高精度控制

二、闭环控制系统

把输出量直接或间接地反馈到系统的输入流,形成闭环,参与控制,这种系统叫闭环控制系统。

明确:为什么要采用闭环控制系统?闭环控制系统有哪些优点。

举例2:闭环调速系统

1)原理示意图:在上述开环调速系统基础之上,增加测速发电机反馈环节及放大环节,构成闭环调速系统,如图1-3。

 

 

 

 

 

 

 

图1-3

2)系统组成及各环节作用:测速发电机(CF)将机械能(n)转换成电能(Uj)。

3)工作原理:

     闭环调速过程:

Mgz↓→n↓→Uf↑→↓→U↓→n↓

Mfz↑ →n↓→Uf↓→↑→U↑→n↑

4)系统框图

 

 

 

1、闭环系统的基本组成

1) 控制对象:进行控制的设备或过程。(工作机械)

2) 执行机构:执行机构直接作用与控制对象。(电动机)

3) 检测装置:用来检测被控量,并将其转换成与给运量同一物理量(CF)

4) 中间环节:一般指放大元件。(放大器,可控硅整流功放)

5) 给定环节:设定被控量的给定值。(电位器)

6)比较环节:将所测的被控量与给定量比较,确定两者偏差量。

  2、闭环控制系统的方框图

 

 

 

 

 

 

图1-4

相关说明:

用“”号代表比较元件,“—”号代表两者符号相反,“+”号代表两者符号相同。信号沿箭头方向从输入端到达输出端的传输通路称前向通路;系统输出量经测量元件反馈到输入端的传输通路称主反馈通路。前向通路与主反馈通路共同构成主回路。此外,还有局部反馈通路以及由它构成的内回路。 

6、闭环控制系统的特点:

    1)系统输出量对控制作用有直接影响。

2)有反馈环节,并应用反馈减小误差。

    3)当出现干扰时,可以自动减弱其影响。

    4)系统可能工作不稳定。

 以上开环控制系统和闭环控制系统图解

 
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