閉環(huán)控制是控制論的一個基本概念。指作為被控的輸出以一定方式返回到作為控制的輸入端,并對輸入端施加控制影響的一種控制關系。在控制論中,閉環(huán)通常指輸出端通過“旁鏈”方式回饋到輸入,所謂閉環(huán)控制。輸出端回饋到輸入端并參與對輸出端再控制,這才是閉環(huán)控制的目的,這種目的是通過反饋來實現(xiàn)的。
什么是閉環(huán)控制
閉環(huán)控制是根據(jù)控制對象輸出反饋來進行校正的控制方式,它是在測量出實際與計劃發(fā)生偏差時,按定額或標準來進行糾正的。閉環(huán)控制,從輸出量變化取出控制信號作為比較量反饋給輸入端控制輸入量,一般這個取出量和輸入量相位相反,所以叫負反饋控制,自動控制通常是閉環(huán)控制。比如家用空調溫度的控制
在控制論中,閉環(huán)通常指輸出端通過“旁鏈”方式回饋到輸入,所謂閉環(huán)控制。輸出端回饋到輸入端并參與對輸出端再控制,這才是閉環(huán)控制的目的,這種目的是通過反饋來實現(xiàn)的。正反饋和負反饋是閉環(huán)控制常見的兩種基本形式。其中負反饋和正反饋從達于目的的角度講具有相同的意義。從反饋實現(xiàn)的具體方式來看,正反饋和負反饋屬于代數(shù)或者算術意義上的“加減”反饋方式,即輸出量回饋到輸入端后,與輸入量進行加減的統(tǒng)一性整合后,作為新的控制輸出,去進一步控制輸出量。實際上,輸出量對輸入量的回饋遠不止這些方式。這表現(xiàn)為:運算上,不止于加減運算,還包括更廣域的數(shù)學運算;回饋方式上,輸出量對輸入量的回饋,也不一定采取與輸入量進行綜合運算形成統(tǒng)一的控制輸出,輸出量可以通過控制鏈直接施控于輸入量等等。
閉環(huán)的應用
比如上面舉的汽車發(fā)動機燃燒控制:
發(fā)動機電噴系統(tǒng)的閉環(huán)控制是一個實時的氧傳感器、計算機和燃油量控制裝置三者之間閉合的三角關系。氧傳感器“告訴” 計算機混合氣的空燃比情況,計算機發(fā)出命令給燃油量控制裝置,向理論值的方向調整空燃比(14.7:1)。這一調整經(jīng)常會超過一點理論值,氧傳感器察覺出來,并報告計算機,計算機再發(fā)出命令調回到14.7:1。因為每一個調整的循環(huán)都很快,所以空燃比不會偏離14.7:1,一旦運行,這種閉環(huán)調整就連續(xù)不斷。采用閉環(huán)控制的電噴發(fā)動機,由于能使發(fā)動機始終在較理想的工況下運行(空燃比偏離理論值不會太多),從而能保證汽車不僅具有較好的動力性能,還能省油。
發(fā)動機電噴系統(tǒng)的閉環(huán)控制是一個實時的氧傳感器、計算機和燃油量控制裝置三者之間閉合的三角關系。氧傳感器“告訴”計算機混合氣的空燃比情況,計算機發(fā)出命令給燃油量控制裝置,向理論值的方向 調整空燃比(14.7:1)。這一調整經(jīng)常會超過一點理論值,氧傳感器察覺出來,并報告計算機,計算機再發(fā)出命令調回到14.7:1。因為每一個調整的循環(huán)都很快,所以空燃比不會偏離14.7:1,一旦運行,這種閉環(huán)調整就連續(xù)不斷。采用閉環(huán)控制的電噴發(fā)動機,由于能使發(fā)動機始終在較理想的工況下運行(空燃比偏離理論值不會太多),從而能保證汽車不僅具有較好的動力性能,還能省油。
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