开环系统巧学习

1、开环系统巧学习绝大多数同学听控制系统时会觉得一头雾水，学习起来会很吃力，我们老师在讲这一章课的时候往往也会觉得没有办法讲， 所以我就自己思考，寻找一种让学生听起来比较好理解的方式。关于控制系统，在我们课本里，往往讲的是人控制设备（这 个设备也就是我们前面所说的“机”）工作的过程。在这里这个控制过程开始于人结束于人的目的， 怎么理解呢？人控制设备让 设备工作，人肯定是为了达到某种目的， 比如人控制风扇让风扇 工作，肯定是觉得热需要风；再比如人控制灯让灯工作，肯定是 天黑了人需要光。所以在这里这个目的就是我们这节课里面控制 方框图的输出。而人控制设备，具体怎么控制呢？还是来看刚才那两个例 子，人控

2、制风扇让风扇工作：具体怎么控制呢？肯定是人旋转风 扇的旋钮。人控制灯让灯工作，肯定是人按灯的按钮。所以这里 就变成了人具体在操作动作， 而这个操作动作也就是我们控制方 框图里的输入。输入输出是跟人也就是操作者有关的。理解之后，下来我们就来看，系统是怎么接收到人的命令，完成人的命令的。我们把每一个设备拆成零部件，再把这些零部件按照作用不 同分成三类：控制器、执行器、被控对象。我们刚才的输入、输 出，加上我们现在的控制器，执行器，被控对象。组合到一起来 以声控灯为例看一下这个过程。（人发出声音）输入，控制器， 执行器，被控对象工作，最后（目的实现也就是灯亮也有可能不 亮）输出。画成方框图如下图，在

3、这里要注意两点，我们发现输入和输 出，一个是动作，一个是实现的状态。所以在这里不画方框，而 控制器，执行器，被控对象都是零部件，也就是能看得见摸得着 的东西，所以要画进方框里。明白了输入输出，下来我们来看一下设备自己的工作过程：首先是控制器：从上图我们就可以看出， 控制器是接收输入 信号的零部件，而输入我们前面说了，它是人的命令。这里控制 器就理解为能听得懂人的命令的零部件。 举个例子：声控灯系统。 输入是声音，谁能听得懂声音呢？你可以自己去试，看哪个零件可以听懂声音，你给灯泡说亮，发现它不亮，说明它听不懂，它 不是控制器，你给电路说通，它没通，说明它听不懂，它也不是 控制器，你给感应器说亮，

4、发现灯真的亮了，说明感应器能听懂， 那它就是控制器了。其次是执行器：有接收命令的肯定也有实际干活的。 控制器 接收到命令以后它不直接做， 而是指挥执行器去做。还比如声控 灯系统，感应器听懂了人的输入命令，它不直接自己去开灯，而 是让开关开灯，这里的开关也就是常开触点，开关闭合，灯就亮 了。最后就是被控对象：灯亮了，亮是一种状态，它要借助一个实物也就是一个媒介才能表现出来被人看到。亮肯定是要借助灯泡才能被人看到。所以灯泡就是被控对象了。总结一下：控制系统的工作过程就是，人想达到一定的目的， 发出命令指挥设备完成，设备里的控制器接收命令， 指挥执行器 工作，人的目的实现在被控对象上。 这就是开环系

5、统的所有工作 过程。在理解了开环控制系统之后，那么闭环控制系统就简单多 了。因为它相对于开环控制系统只是多了两条带箭头的线、一个反馈（检测装置）和一个比较器。先来看一下闭环控制系统的方 框图如下。所以它的工作流程跟开环系统很相似，其他名称相同的装置作用也相同，在这里就不再一一介绍了， 我们只重点来看 一下闭环控制系统跟开环控制系统的区别。这里的输出通过检测装置检测出来之后和输入进行比较。说到比较就可以想象输入和输出之间的关系，比如输入是时间，输出是水位，那么这两个量怎么样来比较？答案是：无法比较，时 间和水位是两个不同类型的数字。 没有办法进行比较，所以反过 来我们就可以想要进行比较， 首先输

6、入和输出肯定是相同类型的 量，输入是时间，输出必然也是时间，输入是温度输出必然也是 温度。以此类推。说完了输入和输出的关系之后， 开环和闭环的区别也就出来 了。闭环系统自己会变换会判断会不断地修正， 使得系统发展朝 着人所预定的目标依照更准确的方向执行。举个例子，游泳池水位控制系统，假如我们设定了两个小时， 输出是游泳池的水位，那么两个小时候不管水位有没有到达我们 事先预想的位置，系统都将停止工作。这就是开环控制系统。换 成闭环控制系统就是，输入设定水位，那么实际水位达到设定水 位时，系统就会停止工作，一会水被蒸发了，水漏了等情况发生， 一旦实际水位和预定水位不一致，系统就会自动工作。始终保持着设定水位和实际水位是一致的，只要初始