開環系統

不將控制結果反饋回來的系統

開環系統亦稱“無反饋系統”。“閉環系統(反饋系統)”的對稱。系統的輸入影響輸出而不受輸出影響的系統。因其內部沒有形成閉合的反饋環,像是被斷開的環,故稱。由於輸出不對輸入施加影響,因此開環系統不能對輸出偏差和擾動作出反應,只對設定值作出規定的響應。例如,鐘錶是一個開環系統,因為它本身不會觀察自己準時與否,也不會自行調節。在社會經濟系統中很少存在開環系統。而在系統動力學模型調試初期,設計者可以將反饋環取消,使系統成為開環系統,從而簡化問題,易於調試。

定義


舉例:
1, 打開燈的開關——按下開關后的一瞬間,控制活動已經結束,燈是否亮起以對按開關的這個活動沒有影響;
2 投籃——籃球出手后就無法再繼續對其控制,無論球進與否,球出手的一瞬間控制活動即結束。
開環系統
開環系統
開環控制系統中,不存在由輸出端到輸入端的反饋通路。因此,開環控制系統又稱為無反饋控制系統。開環控制系統由控制器被控對象組成(見圖)。控制器通常具有功率放大的功能。
閉環控制系統:可以將控制的結果反饋回來與希望值比較,並根據它們的誤差調整控制作用的系統。
同閉環控制系統相比,開環控制系統的結構要簡單得多,同時也比較經濟。開環控制系統的缺點是控制精度和抑制干擾的性能都比較差,而且對系統參數的變動很敏感。因此,一般僅用於可以不考慮外界影響,或慣性小,或精度要求不高的一些場合,如步進電機的控制,簡易電爐爐溫調節,水位調節等。

區別


1、有無反饋;
2、是否對當前控制起作用。開環控制一般是在瞬間就完成的控制活動,閉環控制一定會持續一定的時間,可以藉此判斷,
投籃第一次投籃投近了第二次投的時候用力一些,這也是一種反饋但不會對第一次產生影響了,所以是開環控制
舉例:
1 調節水龍頭——首先在頭腦中對水流有一個期望的流量,水龍頭打開後由眼睛觀察現有的流量大小與期望值進行比較,並不斷的用手進行調節形成一個反饋閉環控制;
2 騎自行車——同理不斷的修正行進的方向與速度形成閉環控制.

概念


開環系統(open loop control),又稱“開環控制系統”是指在一個控制系統中系統的輸入信號不受輸出信號影響的控制系統。也就是,不將控制的結果反饋回來影響當前控制的系統。
開環控制是指控制裝置與被控對象之間只有順向作用而沒有反向聯繫的控制過程。因此,開環控制系統的輸出量不對系統的控制作用發生影響。用於國民經濟各部門的一些自動化裝置,如自動售貨機自動洗衣機、產品自動生產線自動車床等,一般都是開環控制系統。
由於開環控制的特點是控制裝置只按照給定的輸入信號對被控對象進行單向控制,而不對被控量進行測量並反向影響控制作用,這種開環控制系統不具有修正由於擾動而引起的使被控制量偏離希望值的能力。
在開環控制中,對於系統的每一個輸入信號,必有一個固定的工作狀態和一個系統輸出量與之對應。由於開環控制的抗擾動能力差,因此使用有一次的局限性。 

工作原理


若通過某種裝置將能反映輸出量的信號引回來去影響控制信號,則這種作用稱為“反饋”作用。我們通常按照控制是否設有反饋環節來對其進行分類:設有反饋環節的,稱為閉環控制系統;不設反饋環節的,稱為開環控制系統。這裡所說的“環”,是指由反饋環節構成的迴路。
若系統的輸出量不被引回來對系統的控制部分產生影響,則這樣的系統稱為開環控制系統。
預先設定的加工程序指令通過運算控制器(可為微機單片機)去控制脈衝的產生和分配,發出相應的脈衝;再由這些脈衝驅動步進電動機,通過精密傳動機構帶動工作台進行加工。如果能保證不丟失脈衝,能有效地抑制干擾的影響,再採用精密傳動機構。這樣,整個加工系統雖然為開環系統,但仍能達到相當高的加工精度。
開環系統的優點是無反饋環節,一般結構簡單、系統穩定性好、成本低。因此,在輸出量和輸入量之間的關係固定,且內部參數或外部負載等擾動因素不大,或這些擾動因素產生的誤差可以預先確定並能進行補償的情況下,應盡量採用開環控制系統。