开环控制系统与闭环控制系统的区别(编程原理培训)
闭环数控的控制原理,它与开环数控的区别
闭环数控的控制原理,它与开环数控的区别闭环数控与开环数控的控制原理及区别标题：闭环数控与开环数控的控制原理及区别导言：数控（Numerical Control，简称NC）是一种通过数字信号控制机床运动的技术。
闭环数控和开环数控是数控系统中两种常见的控制方式。
本文将介绍闭环数控和开环数控的控制原理及其区别。
一、开环数控的控制原理开环数控是指在数控系统中，根据预先给定的运动规律和时间序列，通过发送指令信号给驱动器，直接控制机床的运动。
开环数控主要包括以下几个步骤：1. 程序编制：根据加工要求，编制数控程序，包括机床的运动轨迹、速度和时间等参数。
2. 指令发送：将编制好的数控程序发送给数控装置。
3. 信号解析：数控装置将接收到的数控程序进行解析，生成相应的控制信号。
4. 信号放大：将控制信号放大后，发送给驱动器。
5. 机床运动：驱动器接收到控制信号后，通过控制电机或液压系统，实现机床的运动。
开环数控的控制原理相对简单，适用于一些精度要求不高的加工过程。
二、闭环数控的控制原理闭环数控是指在数控系统中，通过传感器对机床的实时状态进行监测和反馈，从而实现对机床运动的闭环控制。
闭环数控主要包括以下几个步骤：1. 程序编制：与开环数控相同，根据加工要求编制数控程序。
2. 指令发送：将编制好的数控程序发送给数控装置。
3. 信号解析：数控装置将接收到的数控程序进行解析，生成相应的控制信号。
4. 传感器监测：闭环数控系统通过传感器对机床的位置、速度、力等参数进行实时监测。
5. 反馈控制：传感器将检测到的参数信号反馈给数控装置。
6. 控制计算：数控装置根据反馈信号计算出误差，并根据控制算法调整控制信号。
7. 信号放大：将调整后的控制信号放大后，发送给驱动器。
8. 机床运动：驱动器接收到控制信号后，通过控制电机或液压系统，实现机床的运动。
闭环数控通过对机床实时状态的监测与反馈，能够根据实际情况对控制信号进行调整，从而提高加工精度和稳定性。
化工仪表及自动化第四版答案(终极版)
工仪表及自动化 (自制课后答案终极版)1.什么是化工仪表与自动化？它有什么重要意义？答： 化工自动化是化工、 炼油、 食品、 轻工等化工类型生产过程自动化的简称。
在化工设备上， 配备上一些自动化装置， 代替操作人员的部份直接劳动， 使生产在不同程度上自动地进行， 这 种用自动化装置来管理化工生产过程的方法，称为化工自动化。
它的重要意义如下加快生产速度、降低生产成本、提高产品产量和质量。
减轻劳动强度、改善劳动条件。
能够保证生产安全，防止事故发生或者扩大，达到延长设备使用寿命，提高设备利用率、保障人 身安全的目的。
生产过程自动化的实现， 能根本改变劳动方式， 提高工人文化技术水平， 以适应当代信息技术 革命和信息产业革命的需要。
2.化工自动化主要包括哪些内容？答： ①自动检测系统， 利用各种仪表对生产过程中主要工艺参数进行测量、 指示或者记录的部份 ②自动信号和联锁保护系统， 对某些关键性参数设有自动信号联锁保护装置， 是生产过程中的 一种安全装置③自动控制及自动开停车系统 自动控制系统可以根据预先规定的步骤自动地对生产设备进行 某种周期性操作。
自动开停车系统可以按照预先规定好的步骤,将生产过程自动地投入运行或者 自动停车。
④自动控制系统 对生产中某些关键性参数进行自动控制 ,使它们在受到外界干扰的影响而偏 离正常状态时,能自动地调回到规定的数值范围内。
3.闭环控制系统与开环控制系统有什么不同？答；开环控制系统不能自动地觉察被控变量的变化情况， 也不能判断控制变量的校正作用是否 适合实际需要。
也就是最本质的区别是闭环控制系统有负反馈。
开环系统中， 被控变量是不反 馈到输入端的。
闭环控制系统可以及时了解被控对象的情况， 有针对性的根据被控变量的变化 情况而改变控制作用的大小和方向，从而使系统的工作状态始终等于或者接近与所希翼的状态。
4. 自动控制系统主要由哪些环节组成？ 答：主要由测量与变送器 、自动控制器、执行器、被控对象组成。
自动化考试试题(含答案)
第一类：填空题一．填空题1．自动化控制系统按被控量的时间特性分为（连续量）和（离散量）。
2．PLC 全称为（可编程序逻辑控制器），DCS全称为( 集散控制系统)。
3．输入输出单元是（PLC）与工业过程控制现场之间的连接部件。
4．PLC的工作方式是（周期扫描方式）。
5. 冗余设计可采用（热备份）或（冷备份）。
6．MPI 接口一般的默认传输速率（187.5 ）kbps,PROFIBUS-DP接口主要用于连接（分布式）I/O,传输速率（12）Mbps.7.（授权）是使用软件的“钥匙”，只用将他安装好，软件才能正常使用。
8. 自动控制系统按照系统按结构分类，有（闭环）控制系统（开环）控制系统（复合）控制系统。
９. 自动控制系统按照闭环数目分类（单回路）控制系统（多回路）控制系统。
10. 自动控制系统的方块图由串联、（并联）、（反馈）三种基本形式组成。
11. 串行数据通信的方向性结构有三种，即( 单工)、（半双工）和（全双工）。
12. 最常用的两种多路复用技术为（频分多路复用）和（时分多路复用），其中，前者是同一时间同时传送多路信号，而后者是将一条物理信道按时间分成若干个时间片轮流分配给多个信号使用。
13. 在TCP/IP层次模型中与OSI参考模型第四层(运输层)相对应的主要协议有（TCP）和（UDP），其中后者提供无连接的不可靠传输服务。
14．局域网使用的三种典型拓朴结构是（总线型）、（环形网）、（星型网）。
15．开放系统互连参考模型OSI中，共分七个层次，其中最下面的三个层次从下到上分别是（物理层）、（数据链路层）、（网络层）。
16、每台PLC至少有一个（CPU ），它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中。
17、PLC的对外功能，主要是通过各种（I/O接口模块）与外界联系的。
18、PLC具有通信联网的功能，它使（PLC与PLC）之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。
(完整版)自动控制原理课后习题及答案
第一章 绪论1-1 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点.解答：1开环系统(1) 优点:结构简单，成本低，工作稳定。
用于系统输入信号及扰动作用能预先知道时，可得到满意的效果。
(2) 缺点：不能自动调节被控量的偏差。
因此系统元器件参数变化，外来未知扰动存在时，控制精度差。
2 闭环系统⑴优点：不管由于干扰或由于系统本身结构参数变化所引起的被控量偏离给定值，都会产生控制作用去清除此偏差，所以控制精度较高。
它是一种按偏差调节的控制系统。
在实际中应用广泛。
⑵缺点：主要缺点是被控量可能出现波动，严重时系统无法工作。
1-2 什么叫反馈？为什么闭环控制系统常采用负反馈？试举例说明之。
解答：将系统输出信号引回输入端并对系统产生控制作用的控制方式叫反馈。
闭环控制系统常采用负反馈。
由1-1中的描述的闭环系统的优点所证明。
例如，一个温度控制系统通过热电阻（或热电偶）检测出当前炉子的温度，再与温度值相比较，去控制加热系统，以达到设定值。
1-3 试判断下列微分方程所描述的系统属于何种类型（线性，非线性，定常，时变）？（1）22()()()234()56()d y t dy t du t y t u t dt dt dt ++=+（2）()2()y t u t =+（3）()()2()4()dy t du t ty t u t dt dt +=+ （4）()2()()sin dy t y t u t tdt ω+=（5）22()()()2()3()d y t dy t y t y t u t dt dt ++= （6）2()()2()dy t y t u t dt +=（7）()()2()35()du t y t u t u t dt dt =++⎰解答： （1）线性定常 （2）非线性定常 （3）线性时变 （4）线性时变 （5）非线性定常 （6）非线性定常 （7）线性定常1-4 如图1-4是水位自动控制系统的示意图，图中Q1，Q2分别为进水流量和出水流量。
自动控制理论_哈尔滨工业大学_1 第1章自动控制理论概述_(1.2.1) 1.2开环控制和闭环控制
一、开环控制系统
例：烤面包机
输入—定时器设定的时间 输出—面包的颜色 控制对象—烤箱的加热系统
输入量
控制器
控制量
输出量
被控对象
• 控制器与被控对象之间只有正向的控制作用。 • 输出量对控制量没有影响。
一、开环控制系统
例：直流电动机转速开环控制系统
一、开环控制系统
开环控制系统的特点：
对于惯性较大的系统，若参数配合不当，控制性能可能变 得很差，甚至出现发散或等幅振荡等不稳定的情况。
三、自动控制系统的概念
反馈：
将检测出来的输出量送回到系统的输入端，并与输 入信号比较的过程。
反馈
负反馈（反馈信号与输入信号相减），减小偏差。 正反馈（反馈信号与输入信号相加），增大偏差。
对于主反馈必须采用负反馈。
1. 结构简单、造价低、容易设计调整。
2. 没有抗干扰的能力，因此精度较低。
3. 系统的控制精度取决于给定信号的标定精度及被控对 象参数的稳定性。
应用场合：
1. 控制量的变化规律可以预知。 2. 可能出现的干扰可以抑制。 3. 被控量很难测量。 应用较为广泛，如家电、加热炉、水泵等等。
二、闭环控制系统
二、闭环控制系统
阀门 进水
减速器 电动机
电位器
连 杆
放大 器
浮子 水池
较完善的水位自动控制系统
实际 水位
出 水
采用误差累积式控制（积分）保证精确的水位
二、闭环控制系统
闭环控制系统定义： 通过反馈回路使系统构成闭环并按偏差的性质产生控
制作用，以求减小或消除偏差的控制系统。
闭环控制系统的特点： 1. 对外部或内部干扰(如内部件参数变动)的影响不敏感。 2. 由于采用反馈装置，导致设备增多，系统设计调整复杂。 3. 精度较高，很大程度上由反馈测量元件精度决定。 4. 闭环系统存在稳定性问题。
自动控制题库答案
第一章1．开环控制和闭环控制的主要区别是什么？主要区别是有无输出量的反馈，将输出量和定值比较后形成差值反馈给对象的输入端，就是闭环控制，无此过程就是开环控制。
2. 电加热炉炉温控制中，热电阻丝端电压U及炉内物体质量M的变化，哪个是控制量？哪个是扰动？为什么？U是控制量，改变U可以控制温度的高低；M是扰动，它的增减对温度产生不希望的影响，即影响炉温的高低。
3. 简述自动控制所起的作用是什么？作用是在人不直接参与的情况下，使某些被控量按指定规律变化。
4．恒值调节和随动调节的区别是什么？恒值调节的给定量为一常值，随动调节的给定量是个随时间变化的不能预知的量。
5. 简述自动控制电加热炉炉温控制的原理。
1）由热电偶测得炉温2）和给定温度值比较3）温度差大于0，则减小电炉电压使炉温降低，反之则增大电压。
6．比较被控量输出和给定值的大小，根据其偏差实现对被控量的控制，这种控制方式称为闭环控制。
7．简述控制系统由哪三大部分组成？测量，比较，控制1．反馈控制系统是指：a.负反馈 b.正反馈答案a.负反馈2．反馈控制系统的特点是：答案控制精度高、结构复杂3．开环控制的特点是：答案控制精度低、结构简单4．闭环控制系统的基本环节有：给定、比较、控制、对象、反馈5．自控系统各环节的输出量分别为：给定量、反馈量、偏差、控制量输出量。
6．自控系统的数学模型主要有以下三种：微分方程、传递函数、频率特性7．实际的物理系统都是：a.非线性的 b.线性的 a.非线性的8．线性化是指在工作点附近用代替曲线。
切线9．传递函数等于输出像函数比输入像函数。
10．传递函数只与系统结构参数有关，与输出量、输入量无关。
11．惯性环节的惯性时间常数越大，系统快速性越差。
12．二阶系统阻尼系数＞1，系统就不会出现过调。
13．最佳阻尼系数ξ＝0.707。
14．小时间迟后环节可近似为惯性环节。
15．分析某一时间的误差可用：a.终值定理 b.误差级数 c.拉氏反变换。
国开《机电控制与可编程序控制器技术》形考任务答案 (2)
国开《机电控制与可编程序控制器技术》形考任务答案一、简答题1.请简述PLC的作用及其特点。
PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种用于工业自动化控制的电器设备。
它的作用是接收输入信号，经过逻辑运算和处理后，通过输出信号控制机电设备的运行状态。
PLC的特点包括：•可编程性：PLC通过编写程序，可以实现多种控制策略，适应不同的工业应用需求。
•可靠性：PLC具有较高的工作可靠性，能够长时间运行并保持稳定的控制性能。
•易于扩展：PLC系统可以根据需要进行扩展，可以添加各种输入输出模块，实现与更多的设备进行通信和控制。
•操作简便：PLC的编程语言通常使用类似于流程图的图形化语言，使得编程操作相对简单易懂。
•灵活性：PLC可以灵活应对不同的工作场景和需求变化，可以随时修改程序，实现不同的控制功能。
2.请简述闭环控制与开环控制的区别。
闭环控制和开环控制是两种常见的控制方式，其区别如下：•开环控制：开环控制是指控制对象的输出信号不会对控制器的输入信号产生直接影响。
在开环控制中，控制器只根据预设的输入信号对控制对象进行控制，无法根据输出信号实时调整控制手段。
开环控制常用于对控制对象的性能要求不高，控制环境相对稳定的场景。
例如，定时炉温控制系统。
•闭环控制：闭环控制是指控制器能够根据实时的输出信号对控制对象的输入信号进行调整，以实现期望的控制效果。
在闭环控制中，控制器会持续检测对象的输出信号，并与预设的期望值进行比较，然后根据比较结果对输入信号进行调整。
闭环控制常用于对控制对象的性能要求较高，控制环境相对变化的场景。
例如，自动调温恒湿系统。
闭环控制相比开环控制具有更好的稳定性和鲁棒性，但也更复杂、成本较高。
二、论述题1. 请论述PLC在工业控制系统中的应用。
PLC在工业控制系统中有广泛的应用，具体应用领域包括但不限于以下几个方面：1.自动化生产线控制：PLC可以对自动化生产线进行控制，实现对不同设备的协调动作。
开环控制系统与闭环控制系统-PPT课件
特点
1、有反馈； 2、会调整； 3、被控量会被控制在一定的值——结果稳 定； 4、“结果”会影响“结果”； 5、给定量与被控量是可比较的同一种性质 的量。
系统辨识
辨识的定义 L. A. Zadeh曾给辨识下过这样的定义： “辨识就是在输入和输出数据的基础上，从 一组给定的模型类中，确定一个与所测系统 等价的模型。” 三要素： 输入输出数据（辨识的基础） 模型类（寻找模型的范围） 等价准则（辨识的优化目标）
比较器
给定量 （设定的温度） 控制器 （电子或微机 控制装置） 控制量 （电压）
执行器 （加热器）
被控对象 （加热炉）
被控量 （炉内温度）
检测装置 （热电偶）
加热炉的温度自动控制系统
其他闭环控制系统应用实例
值得一提的是，复杂的闭环控制也未必都属于自动控 制。汽车的驾驶就是一个常见的实例：汽车沿着道路行 驶，必须有人的操控，从控制的角度看，属于人工控制， 这时我们是将人与车作为一个整体，看成一个系统。驾 驶员通过操控方向盘、油门、刹车等机构，控制车辆行 驶的状态；同时，驾驶员还通过视觉，查看车辆与前方 道路或障碍物的位置关系信息，根据这一信息不断修正 自己的操作，使车辆按照预定的路线轨迹行驶。在这一 过程中，驾驶员通过视觉获取的信息就是反馈量，因此 属于闭环控制。
热交换器闭环和开环辨识的模型误差分别为0.1392和 0.0189。闭环模型误差虽然比开环辨识大一些，但数 值仍然很小，因而两者都可以用于过程的动态控制。
实验结果表明，对系统进行闭环辨识，可以得到与 开环辨识相近的过程模型且不会引起过程输入输出 大的波动，也不会危及闭环系统的稳定性，因而是 最适宜于工业生产过程应用的闭环辨识实验调节。
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辨识算法
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开环控制系统与闭环控制系统的区别及相关的实例
开环控制系统：不将控制的结果反馈回来影响当前控制的系统
举例：打开灯的开关——按下开关后的一瞬间，控制活动已经结束，灯是否亮起以对按开关的这个活动没有影响；
闭环控制系统：可以将控制的结果反馈回来与希望值比较，并根据它们的误差调整控制作用的系统
举例：调节水龙头——首先在头脑中对水流有一个期望的流量，水龙头打开后由眼睛观察现有的流量大小与期望值进行比较，并不断的用手进行调节形成一个反馈闭环控制；骑自行车——同理不断的修正行进的方向与速度形成闭环控制
开环闭环的区别：1、有无反馈；2、是否对当前控制起作用。
开环控制一般是在瞬间就完成的控制活动，闭环控制一定会持续一定的时间，可以借此判断。
手动控制系统：必须在人的直接干预下才能完成控制任务的系统
自动控制系统：不需要有人干预就可按照期望规律或预定程序运行的控制系统判断：骑自行车——人工闭环系统，导弹——自动闭环系统，人打开灯——人工开环系统，自动门、自动路灯——自动开环系统
开环控制系统方框图19例
开环控制系统的方框图：
1、水泵抽水控制系统
2、家用窗帘自动控制系统
3、宾馆自动门控制系统
4、楼道自动声控灯装置
输入量（给定量）
控制器
执行器
被控对象
输出量（被控量）
控制量
输入量（接通电源）
控制器（控制电路）
执行器（水泵）
被控对象（水管）
输出量（水管排出水）
控制量（水流量）
输入量（天亮或暗）
控制器（光的检测装置）
执行器（电动机）
被控对象（窗帘）
输出量（窗帘开或闭）
控制量（转动）
输入量（有无声音）
控制器（声电传感
执行器（触点延时开关）
被控对象（楼道灯）
输出量（灯亮或灭）
控制量（电流）。