闭环控制系统

定义:闭环控制系统是一种控制动作依赖于系统产生的输出的控制系统。简单地说，在这些系统中，系统的输出控制系统的输入。

输入随输出的变化导致系统输出更精确。因此闭环系统的可控性是通过利用反馈路径产生的输出来实现的。

闭环系统被认为是全自动控制系统，因为它被设计成一种方式，实现的输出与参考输入自动比较，以获得所需的输出。

需要闭环控制系统

我们已经在上一篇文章中讨论了控制系统。控制系统是通过所要求的控制动作产生指定输出的系统。

现在提供给系统的控制既可以是输出独立的，也可以是输出依赖的。这种变化导致了两种不同类型的控制系统。

控制动作独立于产生的系统输出的系统被称为开环控制系统。而在闭环系统中，产生的输出通过反馈来控制系统的运行。

基本上，一个闭环系统被设计来克服开环系统的缺点。我们知道开环系统不具备自动提供准确输出的能力。

我们都知道这样一个事实:使用电气或电子系统的基本要求是产生所需的输出。在任何系统中，如果没有进行测量，并且没有达到要求的输出，那么几乎不可能得到准确的系统响应。

因此，要获得准确的系统响应，最简单的方法是比较应用的输入和实现的输出。这有助于确定系统内部存在的错误。因此，一旦测量了误差，就可以将其降低到可能的最低值，以获得期望的输出。

因此在一个闭环系统，反馈信号被提供给输入端。这个反馈信号和参考输入信号作为系统激励来获得期望的响应。这样，输出在一个闭环系统中执行控制动作。

反馈是什么?

到目前为止，我们已经多次使用了反馈这个术语。但你必须清楚地知道反馈的真正含义是什么?

所以基本上反馈是系统的一种特性，它允许系统实现的输出和参考输入之间的比较。

反馈通常是输出信号的一部分，它被返回给输入信号，以便两者可以比较，如果当前的输出显示出随期望输出的变化，就可以得到期望的输出。

因此，反馈回路被认为是闭环控制系统的关键参数。

任何电路中的反馈通常有两种类型:

1.积极的反馈当前位置控制系统中输入信号和反馈信号相同时的反馈类型被称为正反馈系统。

在这些系统中，参考输入与反馈信号相加，从而增加了整个系统的增益。

2.负面的反馈:在负反馈情况下，输入信号与反馈信号表现为相互反相关系。

因此，应用的输入信号和反馈信号相减得到误差信号。这导致系统的总体增益减少。

因此，我们可以说，它是最重要的因素，负责有一个系统的期望响应。

闭环系统的操作

下图为闭环控制系统的详细框图表示:

在这里我们可以看到，命令输入是馈给一个传感器。

之所以如此，是因为可用的输入不一定是控制器所能接受的。因此，在这种情况下，输入不能直接应用于系统。因为它必须从一种形式更改为另一种形式，以便它可以执行系统的参考输入的角色。

这就是为什么输入最初应用于换能器，以便根据控制器和过程的性质将其更改为系统可接受的形式。

当控制器根据应用的输入产生控制信号，然后根据产生的信号在系统内部发生所需的动作。

这导致产生一个特定的输出。但有必要测量生成的输出，以确定它是否是期望的输出。因此，对于这个，部分实现的输出返回给输入。这个信号就像a反馈信号。

当这个反馈信号与参考输入相比较时，就会产生一个误差信号。这个误差信号被进一步提供给产生一个操纵信号(与误差信号成比例)的控制器，它只是一个控制信号，引导过程消除误差，从而产生所需的输出。

所实现的输出被称为系统的控制输出，并保持精度。

闭环控制系统的传递函数

传递函数表示系统的行为，它被定义为系统输入和输出之间的数学关系。

系统的增益决定了输出与输入的比率。因此，我们可以说系统的输出是传递函数和输入的乘积。

考虑如下闭环系统:

因此，对于上述系统，

将E(s)的值代入^圣方程

在更换

这是具有负反馈的闭环系统的传递函数。

对于正反馈系统，有:

对于具有高增益值的统一反馈系统(即eh (s) = 0)。传递函数是统一的。