1.1 開環控制和閉環控制

1.1.1 開環控制

開環控制系統是指無被控量反饋的控制系統，即需要控制的是被控對象的某一量（被控量），而測量的只是給定信號，被控量對于控制作用沒有任何影響的系統。結構圖如圖1-5所示。信號由給定值至被控量單向傳遞。這種控制較簡單，但有較大的缺陷，即對象或控制裝置受到干擾，或工作中特性參數發生變化，會直接影響被控量，而無法自動補償。因此，系統的控制精度難以保證，系統的抗干擾能力較差。從另一種意義理解，意味著對被控對象和其他控制元件的技術要求較高。但其結構簡單，成本低，在系統精度要求不高或擾動影響較小的情況下，具有一定的實用價值，如數控線切割機進給系統、包裝機等多為開環控制。

圖1-5 開環控制系統結構框圖

1.1.2 閉環控制（反饋控制）

閉環控制系統的定義是有被控量反饋的控制系統，其原理框圖如圖1-6所示。從系統中信號流向看，系統的輸出信號沿反饋通道又回到系統的輸入端，構成閉合通道，故稱為閉環控制系統，或反饋控制系統。

圖1-6 閉環控制系統原理框圖

這種控制方式，無論是由于干擾造成，還是由于結構參數的變化引起被控量出現偏差，系統均利用偏差去糾正偏差，故這種控制方式為按偏差調節。

閉環控制系統的突出優點是利用偏差來糾正偏差，使系統達到較高的控制精度。但與開環控制系統比較，閉環系統的結構比較復雜，構造比較困難。需要指出的是，由于閉環控制存在反饋信號，利用偏差進行控制，如果設計不當，將會使系統無法正常和穩定地工作。另外，控制系統的精度與系統的穩定性之間也常常存在矛盾。

開環控制和閉環控制方式各有優缺點，在實際工程中，應根據工程要求及具體情況來決定。如果事先預知輸入量的變化規律，又不存在外部和內部參數的變化，則采用開環控制較好。如果對系統外部干擾無法預測，系統內部參數又經常變化，為保證控制精度，采用閉環控制則更為合適。如果對系統的性能要求比較高，為了解決閉環控制精度與穩定性之間的矛盾，可以采用開環控制與閉環控制相結合的復合控制系統。