闭环控制系统(Closed-loop control system),也称为反馈控制系统,是一种自动控制系统,它通过将系统的输出与期望值(或参考值)进行比较,并根据比较结果调整控制作用,以减小误差并使系统的输出尽可能接近期望值。
闭环控制系统主要由以下几个部分组成:
1. 被控对象:系统需要控制的物理设备或过程,如电机、温度控制系统等。
2. 控制器:根据反馈信号调整控制作用,以减小误差。控制器可以是模拟的(如PID控制器)或数字的(如计算机控制系统)。
3. 执行器:将控制器的输出转换为对被控对象的物理作用,如电机、阀门等。
4. 反馈元件:测量被控对象的输出,并将其与期望值进行比较,产生误差信号。反馈元件可以是传感器、变送器等。
5. 比较器:将期望值与反馈信号进行比较,产生误差信号。
闭环控制系统的特点如下:
稳定性:通过反馈可以抑制扰动,提高系统的稳定性。
鲁棒性:对参数变化和外部干扰具有较好的适应性。
精确性:可以减小误差,使系统输出尽可能接近期望值。
闭环控制系统广泛应用于工业、自动化、航空航天、机器人等领域。例如,在工业生产中,闭环控制系统可以用于控制温度、压力、流量等参数,确保产品质量和设备安全;在航空航天领域,闭环控制系统可以用于控制飞行器的姿态和速度,提高飞行稳定性。
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