什么是闭环控制系统及其工作原理

组成一个系统以产生所需输出的元素的数量称为控制系统。任何系统的输出都可以由控制系统控制，因为系统中的每个元素都对输出有影响。有时，控制系统使用反馈回路来获得系统的稳定性和一致性，以产生首选的输出。在这里，反馈回路是输出信号的一个元素。反馈的概念在任何控制系统中都是非常重要的，以获得输出的稳定性。控制系统基于反馈的连接，分为两种类型，即闭环控制系统和开环控制系统

什么是闭环控制系统?

定义：可以定义闭环控制系统，具有反馈循环（或）a的系统控制系统使用反馈信号来生成输出。该系统的稳定性可以由反馈系统控制。因此，通过提供反馈系统，可以将任何开环控制系统更改为闭环。

通过评估实际条件和产生的输出，可以实现和维护所需的输出。如果生成的输出远离实际输出，则该控制系统产生故障信号，该信号被馈送到信号的I / P.一旦将误差信号添加到输入信号，就可以校正下一个环路输出，这被称为自动控制系统。

框图

的闭环系统框图如下所示。闭环控制系统的基本组成部分包括误差检测器、控制器、反馈元件和控制器电厂．

当控制系统包含一个反馈回路时，则该系统称为反馈控制系统。因此，输出可以通过向输入提供反馈来精确控制。这种类型的控制系统可以包括一个以上的反馈。

在上图中，错误探测器生成错误信号，因此这是输入的变化以及反馈信号。通过考虑系统输出作为输入，可以从控制系统中的反馈元件获得该反馈信号。作为输入的替代方案，可以给出该误差信号作为控制器的输入。

因此，控制器产生一个驱动信号来控制被控对象。在这种安排下，控制系统的输出可以自动校正，以获得首选的输出。因此，这些系统也被称为自动控制系统。闭环控制系统的最佳例子是在输入端包括传感器的交通灯控制系统。

闭环控制系统的类型

闭环控制系统根据反馈信号的性质分为正反馈信号和负反馈信号两种类型。

积极的反馈信号

包括正反馈信号的闭环系统可以连接到系统的输入被称为正反馈系统。该系统也被命名为再生反馈。电子电路中该正反馈的最佳示例是运算放大器。因为通过使用电阻器通过反馈回路将一些输出电压连接到非反相终端的输入来实现该环路。

负面的反馈信号

包含负反馈信号的闭环系统可连接到系统的输入端，称为负反馈系统。这种系统也称为退化反馈。这些类型的系统非常稳定，也增强了强度。

这些系统用于控制电流发电机，电压发生器等电子机器，并控制机械速度。闭环控制系统用于以下要求。

传递函数

系统行为可以通过其传递函数来指示。它可以定义为控制系统的输入和输出的数学关系。控制系统可以通过O / P的比率计算到I / P。因此，控制系统输出是输入和传递函数的乘积。

闭环控制系统实例如下所示。

对于上述系统，

C(s) = e (s) * g (s)

e（s）= r（s） - h（s）* c（s）

将此e（s）值替换为c（s），然后我们可以得到

C(s) = [r (s) - h (s) * C(s)]* g (s)

C（s）= r（s）g（s） - h（s）* c（s）* g（s）

由上式可知

R(s) g (s) = c (s) + h (s) * c (s) * g (s)

r（s）g（s）= c（s）[1 + h（s）* g（s）]

C(s)/ r (s) = g (s)/ [1 + h (s) * g (s)]

这是具有负反馈的该系统的传递函数。类似地，对于正反馈，可以写入传递函数方程式

C（s）/ r（s）= g（s）/ [1 - h（s）* g（s）]

闭环控制系统实例

有不同种类的电子设备，使用闭环控制系统。所以闭环控制系统的应用包括以下。

• 在伺服稳压器中，通过输出电压反馈来实现稳压
• 在里面水位控制器，水平可以由输入水决定
• 空调内部温度可根据机房温度进行调节。
• 电机的速度可以使用转速表或电流传感器来控制，传感器检测电机的速度，并向控制系统发送反馈来改变它的速度。
• 这些系统的更多例子包括恒温器，加热器，太阳能系统。导弹发射器，汽车发动机，自动烤面包机，使用涡轮的水控制系统。
• 自动电熨斗可由熨斗内加热元件的温度自动控制。

好处

的闭环控制系统的优点包括以下。

• 这些系统非常精确，不易出错。
• 误差可以通过反馈信号来修正
• 高带宽
• 它支持自动化
• 高噪声容限
• 他们不能用噪音来影响。

缺点

的闭环控制系统的缺点包括以下。

• 该系统的设计较为复杂
• 他们非常复杂
• 昂贵的
• 需要大量的维护
• 由于反馈信号，控制系统有时振荡。
• 在设计这个系统时，不仅需要更多的努力，也需要更多的时间。

因此，这一切都是关于闭环控制系统的概述包括框图，类型，传递函数，优点，缺点及其应用闭环控制系统的特性方程只不过是传输函数分母的设置为零。这是一个问题，开环控制系统是什么？