开环控制与闭环控制的区别与半闭环
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开环控制与闭环控制的区别
“开环控制” 与“闭环控制” 的区别就在于控制系统中有无反馈环节, 所谓闭环控制就是存在反馈环节的控制。这样的系统能够适时地检测控制的输出结果,并将检测到的信息通过反馈环节反映到输入端,调整输入量,达到修正控制误差、提高控制精确度的目的。反馈技术被广泛应用在各种需要精确控制的系统中,尤其是电子控制系统,比如:各种放大电路中的增益控制; 环境的温度、 湿度、 水位、 压力的控制;机械结构的位置控制、速度控制等等。因此常常使人觉得:闭环控制是复杂的、精确的、自动的控制方式,而开环控制相对的简单、粗糙和非自动。这种感觉常常造成初学者在分析系统时的误判,需要特别注意。
以普通家用压力锅的温度控制过程为例, 在密闭状态下, 锅内的温度与压力呈对应关系。 加热锅体,锅内温度逐步升高, 锅内压力也随之升高;当锅内的压力达到设定值时,高压将顶开压在排气阀上的重锤,排出蒸汽,使锅内压力降低,压力的降低又造成温度的降低。 由于重锤的重量是恒定,因此当温度达到设定值之后,加热量和排气量将呈动态平衡,锅内压力保持在高于大气压力的一个恒定值上,锅内温度也保持在高于常压水的沸点温度的一个恒定值上(一般为110℃左右),不再继续升高。过程如下图所示:
分析这样一个控制问题,
闭环控制系统的干扰与反馈
在送乘飞机出行时,为什么不能 说祝你一路顺风?
每天上学骑自行车的感受?乘 车的感受等?
干扰因素这节课我们就研究研究闭环 控制系统的干扰与反馈。
第四单元 控制与设计 第三节 闭环控制系统的干扰与反馈
长安一中
蒋建波
什么是干扰因素: 一)什么是干扰因素: 1.干扰因素的概念: 1.干扰因素的概念: 干扰因素的概念
在控制系统中,除输入量( 在控制系统中,除输入量(给定 以外, 值)以外,引起被控量变化的各种因 素称为干扰 interference)因素。 干扰( 素称为干扰(interference)因素。
案例一:逆风中骑自行车。 案例一:逆风中骑自行车。
脚踩的力给定量
自行车
行使的速度被控量
风 逆风、顺风、上坡路 逆风、顺风、上坡路……
案例二:飞机飞行。 案例二:飞机飞行。
结论:在控制系统中, 结论:在控制系统中,干扰因素一定 可能有一个,也可能有若干个。 有,可能有一个,也可能有若干个。
扩展讨论: 扩展讨论:
生活中还有哪些例子说明“ 生活中还有哪些例子说明“闭 环控制系统的干扰是存在的, 环控制系统的干扰是存在的,是不 可避免的” 可避免的”?
马上行动: 马上行动: 在电冰箱的温度控制系统中,下 列情况是否属于影响其温度控制的干 扰因素? (1)开
闭环控制系统的干扰与反馈
技术与设计2第四单元
在送乘飞机出行时,为什么不能 说祝你一路顺风?每天上学骑自行车的感受?乘 车的感受等?
技术与设计2第四单元
干扰因素这节课我们就研究研究闭环 控制系统的干扰与反馈。
技术与设计2第四单元
第四单元 第三节
控制与设计
闭环控制系统的干扰与反馈
长安一中
蒋建波
技术与设计2第四单元
一)什么是干扰因素: 1.干扰因素的概念: 在控制系统中,除输入量(给定 值)以外,引起被控量变化的各种因 素称为干扰(interference)因素。
技术与设计2第四单元
案例一:逆风中骑自行车。脚踩的力给定量
自行车
行使的速度被控量
风 逆风、顺风、上坡路……
技术与设计2第四单元
案例二:飞机飞行。
结论:在控制系统中,干扰因素一定 有,可能有一个,也可能有若干个。
技术与设计2第四单元
扩展讨论: 生活中还有哪些例子说明“闭 环控制系统的干扰是存在的,是不 可避免的”?
技术与设计2第四单元
马上行动:在电冰箱的温度控制系统中,下 列情况是否属于影响其温度控制的干 扰因素? (1)开电冰箱门。 外面热气进入冰箱将会引起箱内 温度变化,属于干扰因素。
技术与设计2第四单元
(2)电冰箱所在房间的温度从20℃ 变到32℃属于干扰因素。 (3)把热菜或热饭放入电冰箱中。 属于干扰因素
双闭环控制器设计方法
3.2.2 电流的直接控制
电流直接控制,就是采用跟踪型的PWM控制技术对电流波形的瞬时值进行反馈控制,可以采用滞缓比较方式,也可采用三角波比较方式,进行电流的直接控制。采用PWM技术的直接控制方法从原理上来说可以有效地滤除系统中的无功电流和全部有害电流。与间接控制方法相比较,直接控制方法具有更高的响应速度和控制精度,但它要求开关频率高,因为大功率器件很难以高开关频率运行,因此不采用电流直接控制。一般来说,电流直接控制适合于小功率场合。但从目前世界上运行的无功补偿器的情况看来,电流直接控制在中、大容量系统也有应用。日本新农用于输电80Mvar的SVG和日本神户用于钢厂负荷补偿20Mvar的SVG均采用了电流直接控制方式。前者在电网严重不对称,甚至短路时仍可照常工作;后者对炼钢电极短路引起的电网电压闪变有很好的抑制作用。电流直接控制的SVG控制系统有两种基本结构:1.滞环比较控制;2.电压电流双闭环控制.
本文主要讨论电压电流双闭环控制方法。控制结构如图3.2所示,采用了dq轴下的瞬时控制系统。SVG发出的电流瞬时值经dq0坐标变换变为idiqi0,与有功电流、无功电流参考值作比较后,经PI调节器所得值,再经dq0反变换,得到三相电压信号,进
双闭环控制器设计方法
3.2.2 电流的直接控制
电流直接控制,就是采用跟踪型的PWM控制技术对电流波形的瞬时值进行反馈控制,可以采用滞缓比较方式,也可采用三角波比较方式,进行电流的直接控制。采用PWM技术的直接控制方法从原理上来说可以有效地滤除系统中的无功电流和全部有害电流。与间接控制方法相比较,直接控制方法具有更高的响应速度和控制精度,但它要求开关频率高,因为大功率器件很难以高开关频率运行,因此不采用电流直接控制。一般来说,电流直接控制适合于小功率场合。但从目前世界上运行的无功补偿器的情况看来,电流直接控制在中、大容量系统也有应用。日本新农用于输电80Mvar的SVG和日本神户用于钢厂负荷补偿20Mvar的SVG均采用了电流直接控制方式。前者在电网严重不对称,甚至短路时仍可照常工作;后者对炼钢电极短路引起的电网电压闪变有很好的抑制作用。电流直接控制的SVG控制系统有两种基本结构:1.滞环比较控制;2.电压电流双闭环控制.
本文主要讨论电压电流双闭环控制方法。控制结构如图3.2所示,采用了dq轴下的瞬时控制系统。SVG发出的电流瞬时值经dq0坐标变换变为idiqi0,与有功电流、无功电流参考值作比较后,经PI调节器所得值,再经dq0反变换,得到三相电压信号,进
双闭环控制器设计方法
3.2.2 电流的直接控制
电流直接控制,就是采用跟踪型的PWM控制技术对电流波形的瞬时值进行反馈控制,可以采用滞缓比较方式,也可采用三角波比较方式,进行电流的直接控制。采用PWM技术的直接控制方法从原理上来说可以有效地滤除系统中的无功电流和全部有害电流。与间接控制方法相比较,直接控制方法具有更高的响应速度和控制精度,但它要求开关频率高,因为大功率器件很难以高开关频率运行,因此不采用电流直接控制。一般来说,电流直接控制适合于小功率场合。但从目前世界上运行的无功补偿器的情况看来,电流直接控制在中、大容量系统也有应用。日本新农用于输电80Mvar的SVG和日本神户用于钢厂负荷补偿20Mvar的SVG均采用了电流直接控制方式。前者在电网严重不对称,甚至短路时仍可照常工作;后者对炼钢电极短路引起的电网电压闪变有很好的抑制作用。电流直接控制的SVG控制系统有两种基本结构:1.滞环比较控制;2.电压电流双闭环控制.
本文主要讨论电压电流双闭环控制方法。控制结构如图3.2所示,采用了dq轴下的瞬时控制系统。SVG发出的电流瞬时值经dq0坐标变换变为idiqi0,与有功电流、无功电流参考值作比较后,经PI调节器所得值,再经dq0反变换,得到三相电压信号,进
双闭环控制器设计方法
3.2.2 电流的直接控制
电流直接控制,就是采用跟踪型的PWM控制技术对电流波形的瞬时值进行反馈控制,可以采用滞缓比较方式,也可采用三角波比较方式,进行电流的直接控制。采用PWM技术的直接控制方法从原理上来说可以有效地滤除系统中的无功电流和全部有害电流。与间接控制方法相比较,直接控制方法具有更高的响应速度和控制精度,但它要求开关频率高,因为大功率器件很难以高开关频率运行,因此不采用电流直接控制。一般来说,电流直接控制适合于小功率场合。但从目前世界上运行的无功补偿器的情况看来,电流直接控制在中、大容量系统也有应用。日本新农用于输电80Mvar的SVG和日本神户用于钢厂负荷补偿20Mvar的SVG均采用了电流直接控制方式。前者在电网严重不对称,甚至短路时仍可照常工作;后者对炼钢电极短路引起的电网电压闪变有很好的抑制作用。电流直接控制的SVG控制系统有两种基本结构:1.滞环比较控制;2.电压电流双闭环控制.
本文主要讨论电压电流双闭环控制方法。控制结构如图3.2所示,采用了dq轴下的瞬时控制系统。SVG发出的电流瞬时值经dq0坐标变换变为idiqi0,与有功电流、无功电流参考值作比较后,经PI调节器所得值,再经dq0反变换,得到三相电压信号,进
单闭环控制系统设计及仿真
单闭环控制系统设计及仿真
班级 电信2014 姓名 张庆迎 学号 142081100079
摘要 直流调速系统具有调速范围广、精度高、动态性能好和易于控制等优点,
所以在电气传动中获得了广泛应用。本文从直流电动机的工作原理入手,建立了双闭环直流调速系统的数学模型,并详细分析了系统的原理及其静态和动态性能。然后按照自动控制原理,对双闭环调速系统的设计参数进行分析和计算,利用Simulink对系统进行了各种参数给定下的仿真,通过仿真获得了参数整定的依据。在理论分析和仿真研究的基础上,本文设计了一套实验用双闭环直流调速系统,详细介绍了系统主电路、反馈电路、触发电路及控制电路的具体实现。对系统的性能指标进行了实验测试,表明所设计的双闭环调速系统运行稳定可靠,具有较好的静态和动态性能,达到了设计要求。采用MATLAB软件中的控制工具箱对直流电动机双闭环调速系统进行计算机辅助设计,并用SIMULINK进行动态数字仿真,同时查看仿真波形,以此验证设计的调速系统是否可行。
关键词 直流电机 直流调速系统 速度调节器 电流调节器 双闭环系统
几种典型的步进电机闭环控制系统
几种典型的步进电机闭环控制系统
默认分类 2010-08-15 13:46:09 阅读122 评论0 字号:大中小 订阅
步进电机的闭环控制系统 郭 宏(哈尔滨工业大学)
【摘要】 系统阐述了步进电动机闭环控制系统的优点,给出了几种典型的闭环控制系统,并提出了步进电动机高精度定位系统的设计思想。 【叙 词】步进电机闭环系统/高精度定位 l概述
步进电机是机电一体化产品中的关键元件之一,是一种性能良好的数字化执行元件。它能够将电的脉冲信号转换成相应的角位移,是一种离散型自动化执行元件。随着计算机控制系统的发展,步进电动机广泛应用于同步系统、直线及角位系统、点位系统、连续轨迹控制系统以及其它自动化系统中,是高科技发展的一个重要环节。 2步进电动机闭环系统与开环系统比较[1-5]
步进电机的主要优点之一是适于开环控制。在开环控制下,步进电动机受具有予定时间间隔的脉冲序列所控制,控制系统中无需反馈传感器和相应的电子线路。这种线路具有简单、费用低的特点,使步进电动机的开环控制系统得以广泛的应用。
但是,步进电机的开环控制无法避免步进电动机本身所固有的缺点,即共振、振荡、失步和难以实现高速。另一方面,开环控
几种典型的步进电机闭环控制系统
几种典型的步进电机闭环控制系统 默认分类 2010-08-15 13:46:09 阅读122 评论0 字号:大中小 订阅 步进电机的闭环控制系统
郭 宏(哈尔滨工业大学)
【摘要】 系统阐述了步进电动机闭环控制系统的优点,给出了几种典型的闭环控制系统,并提出了步进电动机高精度定位系统的设计思想。
【叙
l概述
能够将电的脉冲信号转换成相应的角位移,是一种离散型自动化执行元件。随着计算机控制系统的发展,步进电动机广泛应用于同步系统、直线及角位系统、点位系统、连续轨迹控制系统以及其它自动化系统中,是高科技发展的一个重要环节。
2步进电动机闭环系统与开环系统比较[1-5]
步进电机的主要优点之一是适于开环控制。在开环控制下,步进电动机受具有予定时间间隔的脉冲序列所控制,控制系统中无需反馈传感器和相应的电子线路。这种线路具有简单、费用低的特点,使步进电动机的开环控制系统得以广泛的应用。
步和难以实现高速。另一方面,开环控制的步进电动机系统的精度要高于分级是很困难的,其定位精度比较低。因此,在精度和稳定性标准要求比较高的系统中,就必须果用闭环控制系统。
步进电动机的闭环控制是采用位置反馈和(或)速度反馈来确定与转子位置相适应的相位转换,可大大改进步进电动机的性能。