閉環(huán)控制系統(tǒng)是控制系統(tǒng)的一種類型，能夠把系統(tǒng)輸出量的一部分或全部通過一定方法和裝置反送回系統(tǒng)的輸出端，再將反饋信息與原輸入信息進行比較，將比較的結(jié)果施加于系統(tǒng)進行控制，避免系統(tǒng)偏離預(yù)定目標(biāo)。

本教程操作環(huán)境：windows10系統(tǒng)、Dell G3電腦。

什么是閉環(huán)控制系統(tǒng)

閉環(huán)控制系統(tǒng)是控制系統(tǒng)的一種類型。具體內(nèi)容是指： 把控制系統(tǒng)輸出量的一部分或全部，通過一定方法和裝置反送回系統(tǒng)的輸入端，然后將反饋信息與原輸入信息進行比較，再將比較的結(jié)果施加于系統(tǒng)進行控制，避免系統(tǒng)偏離預(yù)定目標(biāo)。閉環(huán)控制系統(tǒng)利用的是負反饋。 即是由信號正向通路和反饋通路構(gòu)成閉合回路的自動控制系統(tǒng)，又稱反饋控制系統(tǒng)。

原理

基于反饋原理建立的自動控制系統(tǒng)。所謂反饋原理，就是根據(jù)系統(tǒng)輸出變化的信息來進行控制，即通過比較系統(tǒng)行為（輸出）與期望行為之間的偏差，并消除偏差以獲得預(yù)期的系統(tǒng)性能。在反饋控制系統(tǒng)中，既存在由輸入到輸出的信號前向通路，也包含從輸出端到輸入端的信號反饋通路，兩者組成一個閉合的回路。因此，反饋控制系統(tǒng)又稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。反饋控制是自動控制的主要形式。自動控制系統(tǒng)多數(shù)是反饋控制系統(tǒng)。在工程上常把在運行中使輸出量和期望值保持一致的反饋控制系統(tǒng)稱為自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，而把用來精確地跟隨或?qū)崿F(xiàn)某種過程的反饋控制系統(tǒng)稱為伺服系統(tǒng)或隨動系統(tǒng)。

反饋控制系統(tǒng)由控制器、受控對象和反饋通路組成。比較環(huán)節(jié)是用來將輸入與輸出相減，給出偏差信號。這一環(huán)節(jié)在具體系統(tǒng)中可能與控制器一起統(tǒng)稱為調(diào)節(jié)器。以爐溫控制為例，受控對象為爐子；輸出變量為實際的爐子溫度;輸入變量為給定常值溫度,一般用電壓表示。爐溫用熱電偶測量，代表爐溫的熱電動勢與給定電壓相比較，兩者的差值電壓經(jīng)過功率放大后用來驅(qū)動相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)進行控制。

基本組成

一個典型的反饋控制系統(tǒng)的基本組成可以用圖所示的框圖表示。

將組成系統(tǒng)的元件按在系統(tǒng)中的職能來劃分，主要有以下幾種：

(1)給定元件：給出與期望輸出對應(yīng)的輸入量。

(2)比較元件：求輸入量與反饋量的偏差，常采用集成運算放大器(簡稱集成運放)來實現(xiàn)。

(3)放大元件：由于偏差信號一般較小，不足以驅(qū)動負載，故需要放大元件，包括電壓放大及功率放大。

(4)執(zhí)行元件：直接驅(qū)動被控對象，使輸出量發(fā)生變化。常用的有電動機、調(diào)節(jié)閥、液壓馬達等。

(5)測量元件：檢測被控量并轉(zhuǎn)換為所需要的電信號。在控制系統(tǒng)中常用的有用于速度檢測的測速發(fā)電機、光電編碼盤等；用于位置與角度檢測的旋轉(zhuǎn)變壓器、自整機等；用于電流檢測的互感器及用于溫度檢測的熱電偶等。這些檢測裝置一般都將被檢測的物理量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的連續(xù)或離散的電壓或電流信號。

(6)校正元件：也叫補償元件，是結(jié)構(gòu)與參數(shù)便于調(diào)整的元件，以串聯(lián)或反饋的方式連接在系統(tǒng)中，完成所需的運算功能，以改善系統(tǒng)的性能。根據(jù)在系統(tǒng)中所處的位置不同，可分別稱為串聯(lián)校正原件和反饋校正元件。