机电传动的闭环控制系统
通用技术开环和闭环控制系统
控制系统旳
工作过程与方式
一、控制系统
电风扇旳风速控制是经过变化电机旳转速 来实现旳。给电风扇设定风速挡位，电机就以 一定旳转速带动扇叶转动，输出预定旳风速。 风速挡位是该控制系统旳输入，扇叶转动旳风 速是该控制系统旳输出，一种挡位相应着一种 风速。
电风扇旳控制
输入 风速挡位
输出 电路、电机、扇叶 风速
电饭煲
电源旳电信号 锅内旳温度
脱粒机
电源旳电信号 脱粒旳量
红外线自动水龙头 人手旳红外信号 水龙头旳出水量
2、分类：
开环控制系统 控 （open loop control system） 制 系 统
闭环控制系统 （closed loop control system）
二、开环控制系统
案例分析：自动门
水箱注水控制系统方框图：
设定 时间
控制器
水流量
水箱旳水位
进水阀门
水箱
（输出）
增长反馈后水箱注水控制系统方框图
比较器
给定 + 水位
控制器
水流量 进水阀门
检测装置
水箱
水箱旳水位 （输出）
1、定义：
系统旳输出量返回到输入端并对控制过程产 生影响旳控制系统称为闭环控制系统
2.特征：系统旳输出端与输入端信号之间存在 一种回路——反馈回路。
关闭
请完毕P106旳“立即行动”
1、家用缝纫机旳缝纫速度控制系统（属于开环控制系统）
脚踏
脚蹬、曲柄、链轮
缝纫
力度
中轴、链条
速度
2、电冰箱旳温度控制系统（属于闭环控制系统）
设定 温度
比较器
控制 器
制冷 温度值 温度计 装置
闭环控制系统工作原理
闭环控制系统工作原理
闭环控制系统工作原理是一种基于反馈机制的控制系统，通过比较输入信号与输出信号之间的差异来调节系统的行为，使输出信号尽可能接近期望值。
闭环控制系统通常由三个主要组成部分组成：传感器、控制器和执行器。
传感器用于测量系统的输出信号，并将该信号发送给控制器。
控制器根据预设的控制算法和输入信号，计算出相应的控制信号，并将其发送给执行器。
执行器根据控制信号来调整系统的参数或输出信号，以使输出信号达到期望值。
在闭环控制系统中，控制器不仅根据输入信号来生成控制信号，还通过与输出信号的比较来进行反馈。
反馈信号提供了实际输出信号与期望输出信号之间的误差信息。
控制器根据这个误差信息来调整控制信号，使系统尽可能减小误差，并使输出信号逼近期望值。
闭环控制系统的工作原理可以通过以下步骤来描述：
1. 传感器测量系统的输出信号，并将其发送给控制器。
2. 控制器比较输出信号与期望信号之间的差异，计算出控制信号。
3. 控制器将控制信号发送给执行器。
4. 执行器根据控制信号来调整系统的参数或输出信号。
5. 传感器再次测量系统的输出信号，并将其反馈给控制器。
6. 控制器根据反馈信号来调整控制信号，以减小误差。
7. 重复以上步骤，直到输出信号达到期望值。
通过不断的反馈和调整，闭环控制系统能够自动对系统进行监控和调节，使系统在不同工作条件下能够保持稳定的输出。
闭环控制系统常用于工业自动化、电子设备、机械控制等领域，对于提高系统的准确性、可靠性和鲁棒性具有重要意义。
闭环控制系统的工作原理
闭环控制系统的工作原理
闭环控制系统是一种能够根据实际输出与期望输出之间的差异，进行系统调节和纠偏的控制系统。
它的工作原理可以分为三个主要步骤：感知、比较和调节。
首先，闭环控制系统通过感知器件（例如传感器）来获取实际输出信号。
这些传感器可以测量物理量（如温度、压力、速度等），并将其转化为电信号。
然后，获得的实际输出信号与期望输出信号进行比较。
这一步通常由比较器或误差放大器来完成。
比较器将实际输出与期望输出进行对比，并计算二者之间的差异。
最后，根据比较结果，调节器件（例如执行器或驱动器）会根据系统设计的控制算法对系统进行调整。
它通过改变控制信号来改变系统的操作或参数，以便使实际输出更接近期望输出。
这个过程是一个循环的过程，系统会不断重复感知、比较和调节的步骤，以实现对系统的动态控制。
闭环控制系统通过不断监测输出并调整控制信号，能够对外部环境变化或内部干扰进行响应，从而使系统能够保持稳定、精确的运行。
总的来说，闭环控制系统的工作原理就是通过感知实际输出、比较实际输出与期望输出，并根据比较结果进行调节，以实现对系统的自动控制。
这种控制方式可以提高系统的鲁棒性和适应性，使系统能够更好地应对不确定性和扰动。
机电传动控制系统的组成和分类.ppt
l 开环控制系统（单向控制）
如图11.1所示的G-M系统。开环控制系统往往 不能满足高要求的生产机械的需要。
1. 主要参数
1) 转速降
nN
R fa Rda KeKt2
TN
(与
n0 无关)
2) 调速范围 D nmax / nmin
（前提：生产机械对转速变化率的要求） nmin
1) 电气方面——得到多种转速； 2) 机械方面——用机械变速机构的换挡进行变速。
11.2.2 生产机械对自动调速系统技术指标的要求
（调速方案的选择） 1. 静态技术指标
• 静差度 • 调速范围 • 调速的平滑性
1) 静差度——生产机械运行时转速稳定的程度。 S 应小于一定数值。
如：普通车床 S 30% ，精度高的造纸机 S 0.1% 等。
l 机械特性越硬， S ( nN ) ，转速稳定性 。 l nmin 时，满足 S 要求；其它转速时一定满足 S 要求。
2) 调速范围——生产机械所要求的转速调节的最大范围。 D nmax nm in
如：车床 D 为 20～120， 机床的进给机构 D 为 5～30000等。
l 联合调速时，D（生产机械）＝ De（电气）Dm（机械）。
③ S2 一定， D , nN ， 机械特性硬度 。
2.提高机械特性硬度的方法——使电动机转速不变。 （负载↑，n↓）
1) 在电动机轴上安装一台测速发电机BR， 输出电势 EBR K BRn 。
2) 偏差电压
U
U
（给定电压）
g
EBR
T
n
EBR
U
不变
g
U
I励磁
EG
闭环控制系统名词解释
闭环控制系统名词解释1.闭环控制：闭环控制是控制论中的一个基本概念，它指的是控制系统的一种类型，其中控制器的输出会直接影响系统的输入，形成一个封闭的环路。
在闭环控制系统中，控制器的输出会通过执行器作用于被控对象，同时被控对象的输出会被检测器检测并反馈给控制器，形成一个闭环的反馈机制。
2.开环与闭环：开环控制系统指的是控制器的输出并不会直接作用于被控对象，而是通过其他方式影响被控对象的输入。
在开环控制系统中，控制器的输出和被控对象的输入之间并没有形成直接的反馈机制。
相比之下，闭环控制系统具有更好的稳定性和动态性能，因为它们可以通过负反馈来自动调节系统的输出。
3.负反馈：负反馈是闭环控制系统中常见的一种反馈机制，它指的是检测器的输出与控制器的输入反向变化的一种反馈方式。
在负反馈系统中，如果被控对象的输出偏离了预设值，检测器会检测到这个偏差并将其反馈给控制器，控制器会根据偏差的大小和方向调整其输出，使被控对象的输出回到预设值。
负反馈可以提高系统的稳定性和动态性能。
4.正反馈：正反馈是相对于负反馈而言的，它指的是检测器的输出与控制器的输入同向变化的一种反馈方式。
在正反馈系统中，如果被控对象的输出偏离了预设值，检测器会检测到这个偏差并将其反馈给控制器，控制器会根据偏差的大小和方向调整其输出，使被控对象的输出更加偏离预设值。
正反馈通常会导致系统的不稳定和振荡。
5.控制器：控制器是闭环控制系统中的一个关键组件，它根据预设的控制算法来调整执行器的输出，从而控制被控对象的输入。
控制器通常由微处理器、微控制器、DSP等数字计算器实现。
6.执行器：执行器是闭环控制系统中的另一个关键组件，它接受控制器的指令并驱动被控对象。
执行器通常由电动机、气动阀、液压马达等机械设备实现。
7.检测器：检测器是闭环控制系统中的另一个重要组件，它能够检测被控对象的输出并转换为电信号反馈给控制器。
检测器通常由各种传感器实现，例如温度传感器、压力传感器、位置传感器等。
闭环控制系统的控制原理
闭环控制系统的控制原理是通过不断地对系统反馈信息进行测量和比较，以便根据误差信号来调节输出，使系统能够达到所期望的状态或性能。
其主要原理包括以下几个步骤：
1.目标设定：确定系统的期望输出或所需的工作状态。
2.传感器测量：使用传感器或测量设备对系统的实际输出或状态进行监测，并将其转换为电信号或数字信号。
3.误差计算：将目标值与实际测量值进行比较，计算得到误差信号。
误差可以表示为实际值减去期望值。
4.控制器设计：基于误差信号，设计出合适的控制策略和算法来调节系统的输出。
控制器可以是经典的PID控制器，也可以是更为复杂的现代控制算法。
5.控制信号生成：控制器根据误差信号计算出相应的控制信号，该信号将被发送到执行机构或执行装置。
6.执行器响应：执行机构接收到控制信号后，执行相应的动作，调节系统的输出或状态。
7.反馈测量：执行机构改变系统状态后，再次使用传感器或测量设备对系统的实际输出或状态进行测量，并将其转换为电信号或数字信号。
8.反馈信息处理：将反馈测量得到的信息与目标设定进行比较，计算得到新的误差信号。
9.回到步骤4：根据新的误差信号，重新计算控制信号并控制执行机构，实现对系统的闭环调节。
通过持续地测量、比较和调整，闭环控制系统能够实时监测系统状态，并根据反馈信息
进行调节，以满足系统的要求。
这种控制原理可以使系统更加稳定、精确和可靠。
电机编码器闭环控制原理
电机编码器闭环控制系统是通过实时监测电机的位置和速度，并将这些信息反馈给控制器以调整电机输入来实现精确控制的系统。
以下是闭环控制系统的基本原理和步骤：1. 编码器安装：首先，将编码器安装在电机轴上，以便它能准确地测量电机的旋转角度或位置。
编码器可以是增量式的，也可以是绝对式的，它们通过不同的方式提供位置信息。
2. 信号采集：当电机运行时，编码器会产生信号（通常是脉冲序列），这些信号通过电路传输到控制器。
增量式编码器每转动一定角度产生一次脉冲，而绝对式编码器能提供唯一的编码值，表示电机轴的确切位置。
3. 信号处理：控制器接收到编码器信号后，会对其进行处理，以确定电机的实际位置和速度。
这个过程可能包括滤波和数字化转换，以确保信号的准确性。
4. 比较与误差计算：控制器会将实际位置和速度与目标位置和速度进行比较。
目标值通常由用户设定或由系统内部的其他过程生成。
比较结果产生误差信号，这是闭环控制系统调整的基础。
5. PID控制算法：为了减小误差，控制器通常使用PID（比例-积分-微分）控制算法。
这个算法根据当前误差（比例项）、误差的累积（积分项）以及误差的变化率（微分项）来计算控制动作。
6. 调整输出：控制器根据PID算法计算出的控制量来调整电机的输入，这可能是电源电压、电流或是PWM（脉宽调制）信号。
调整的结果是电机转速或位置的改变，以接近目标值。
7. 持续监控与调整：整个过程是连续的，控制器会不断接收编码器的反馈信号，计算误差，并调整输出，直到达到所需的精确位置或速度。
通过这种方式，闭环控制系统能够自动校正任何由于负载变化、摩擦、电机参数变化等因素引起的偏差，确保电机按照预定的轨迹运行。
这种控制方式广泛应用于机器人、数控机床、无人机以及其他需要精确运动控制的领域。
闭环电机控制原理
闭环电机控制原理嘿，你有没有想过那些精准无比的电机是怎么工作的呢？今天呀，我就来给你讲讲闭环电机控制原理，这可真是个超级有趣的事儿呢！咱先来说说电机。
电机就像是一个勤劳的小工，你让它转它就转。
可有时候，这个小工也会调皮，要是没有好的控制方法，它就不能按照我们想要的方式工作。
这时候，闭环电机控制就像是一个严格又聪明的监工闪亮登场啦。
那这个闭环电机控制到底是怎么一回事呢？简单来说，它就是一个有反馈的控制系统。
想象一下，你在指挥一个机器人画画，你告诉它画一个圆。
机器人开始画了，可是如果没有反馈，你就不知道它画得对不对，可能最后画成了一个歪歪扭扭的东西。
闭环电机控制就不会这样。
它在电机工作的时候，一直有个“小眼睛”在盯着电机的状态呢。
这个“小眼睛”是什么呢？其实就是传感器。
传感器就像是电机的私人医生，时刻检测着电机的各种参数。
比如说电机的转速、位置之类的。
要是电机转速太快或者太慢，传感器马上就能察觉到。
这就好比你在跑步，你的智能手环能检测到你的速度，如果太快或者太慢，它就会给你个提示一样。
然后呢，检测到的这些信息会被送到控制器那里。
控制器就像是个大脑，它可是很聪明的。
它会根据传感器送来的信息进行分析。
比如说，电机本来应该每分钟转1000圈，传感器发现现在只转了800圈。
控制器就会想：“哎呀，这可不行，电机转慢了，得给它加点劲。
”然后就会调整电机的输入信号，让电机加速。
我有个朋友，他以前做一个小项目，用电机来带动一个小风扇。
最开始的时候，他没有用闭环控制。
结果那个小风扇一会儿转得飞快，一会儿又慢悠悠的，就像个喝醉了酒的人在走路。
他就特别苦恼，跑来问我。
我就跟他说：“你这就像让一个小孩自己玩，没有大人看着，肯定不行啊。
你得给这个电机加上闭环控制，让它有个‘大人’管着。
”他按照我说的做了，嘿，那小风扇就变得规规矩矩的，转速稳稳当当的。
在闭环电机控制里，还有一个很重要的概念叫误差。
这个误差呀，就是电机实际运行的状态和我们期望的状态之间的差别。