開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)

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1、開環(huán)與閉環(huán)控制系統(tǒng)辨識小組成員：王皓辰肖連翹張海波高翱呂輝張從哲段良琛什么是開環(huán)與閉環(huán)開環(huán)控制系統(tǒng)：不將控制的結(jié)果反饋回來影響當(dāng)前控制的系統(tǒng)舉例：打開燈的開關(guān)——按下開關(guān)后的一瞬間，控制活動已經(jīng)結(jié)束，燈是否亮起已對按開關(guān)的這個活動沒有影響；投籃——籃球出手后就無法再繼續(xù)對其控制，無論球進(jìn)與否，球出手的一瞬間控制活動即結(jié)束反饋環(huán)節(jié)一個沒有反饋環(huán)節(jié)閉環(huán)控制系統(tǒng)：閉環(huán)控制是根據(jù)控制對象輸出反饋來進(jìn)行校正的控制方式，它是在測量出實(shí)際與計(jì)劃發(fā)生偏差時(shí)，按定額或標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行糾正的。閉環(huán)控制，從輸出量變化取出控制

2、信號作為比較量反饋給輸入端控制輸入量，一般這個取出量和輸入量相位相反，所以叫負(fù)反饋控制，自動控制通常是閉環(huán)控制。比如家用空調(diào)溫度的控制兩者區(qū)別是什么?1、有無反饋；2、是否對當(dāng)前控制起作用。開環(huán)控制一般是在瞬間就完成的控制活動，閉環(huán)控制一定會持續(xù)一定的時(shí)間，可以借此判斷饋環(huán)節(jié)開環(huán)控制系統(tǒng)控制過程中，沒有反饋環(huán)節(jié)，不能對控制結(jié)果加以修正、調(diào)節(jié)。是個單程的控制流向。這種控制，稱為開環(huán)控制。以投籃為例。方框流程圖大腦控制信號手臂,肢體籃球控制量籃球落點(diǎn)開環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)按時(shí)序控制的系統(tǒng)控制過程始終是隨時(shí)

3、間的前進(jìn)而前進(jìn)的，沒有回頭。閉環(huán)控制系統(tǒng)控制過程中有反饋環(huán)節(jié)可以把控制結(jié)果反饋回來與期望值進(jìn)行比較,并根據(jù)它們的誤差及時(shí)調(diào)整控制作用，控制流向形成了閉合回路閉環(huán)控制系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例控制器（電子或微機(jī)控制裝置）被控對象（加熱爐）被控量（爐內(nèi)溫度）給定量（設(shè)定的溫度）檢測裝置（熱電偶）控制量（電壓）比較器加熱爐的溫度自動控制系統(tǒng)執(zhí)行器（加熱器）其他閉環(huán)控制系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例值得一提的是，復(fù)雜的閉環(huán)控制也未必都屬于自動控制。汽車的駕駛就是一個常見的實(shí)例：汽車沿著道路行駛，必須有人的操控，從控制的角度看，屬于人工控

4、制，這時(shí)我們是將人與車作為一個整體，看成一個系統(tǒng)。駕駛員通過操控方向盤、油門、剎車等機(jī)構(gòu)，控制車輛行駛的狀態(tài)；同時(shí)，駕駛員還通過視覺，查看車輛與前方道路或障礙物的位置關(guān)系信息，根據(jù)這一信息不斷修正自己的操作，使車輛按照預(yù)定的路線軌跡行駛。在這一過程中，駕駛員通過視覺獲取的信息就是反饋量，因此屬于閉環(huán)控制。特點(diǎn)1、有反饋；2、會調(diào)整；3、被控量會被控制在一定的值——結(jié)果穩(wěn)定；4、“結(jié)果”會影響“結(jié)果”；5、給定量與被控量是可比較的同一種性質(zhì)的量。系統(tǒng)辨識辨識的定義L.A.Zadeh曾給辨識下過這樣的

5、定義：“辨識就是在輸入和輸出數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，從一組給定的模型類中，確定一個與所測系統(tǒng)等價(jià)的模型?！比兀狠斎胼敵鰯?shù)據(jù)（辨識的基礎(chǔ)）模型類（尋找模型的范圍）等價(jià)準(zhǔn)則（辨識的優(yōu)化目標(biāo)）系統(tǒng)辨識辨識的基本原理為了得到模型參數(shù)的估計(jì)值，通常采用逐步逼近的辦法辨識的分類離線辨識、在線辨識非參數(shù)模型辨識、參數(shù)模型辨識非參數(shù)模型辨識（經(jīng)典辨識）：假定過程是線性的前提下不必事先確定模型具體結(jié)構(gòu)。階躍響應(yīng)、脈沖響應(yīng)、頻率響應(yīng)、相關(guān)分析、譜分析等參數(shù)模型辨識（現(xiàn)代辨識）：必須假定一種模型結(jié)構(gòu)，通過極小化誤差準(zhǔn)則來確定

6、模型參數(shù)。最小二乘類法、梯度校正法、極大似然法等辨識的內(nèi)容：步驟：根據(jù)辨識目的，利用先驗(yàn)知識，初步確立模型結(jié)構(gòu)→采集數(shù)據(jù)→進(jìn)行模型參數(shù)和結(jié)構(gòu)辨識→驗(yàn)證，獲得最終模型。閉環(huán)辨識與開環(huán)辨識closed-loopsystemidentification在閉環(huán)條件下確定開環(huán)系統(tǒng)(或正向通道)的動態(tài)性。一般的系統(tǒng)辨識方法都是針對開環(huán)控制系統(tǒng)的，于閉環(huán)控制系統(tǒng)的辨識，主要是指根據(jù)閉環(huán)操作所得的數(shù)據(jù)，在什么條件下可以辨識和如何辨識系統(tǒng)的正通道參數(shù)的問題。穩(wěn)定的閉環(huán)系統(tǒng)對于不同反饋?zhàn)饔幂斎胄盘柨赡苡袔缀跸嗤妮敵?/p>

7、信號，因此閉環(huán)系統(tǒng)輸入和輸出數(shù)據(jù)所提供的信息比開環(huán)的少。所以閉環(huán)誤差大于開環(huán)辨識。（實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證）【閉環(huán)辨識的重要性】1.不能輕易切斷過程的反饋回路，否則可能造成過程失控，嚴(yán)重影響運(yùn)行。2.自適應(yīng)控制問題時(shí)，辨識跟控制是有機(jī)結(jié)合的，這時(shí)辨識一定要在閉環(huán)情況下進(jìn)行，以便隨時(shí)修改控制規(guī)律。3.系統(tǒng)本身就存在著內(nèi)在的，固有的反饋，因?yàn)樗麄兪莾?nèi)部存在的是客觀的，無法解除的。Kp——比例調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)α——轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)（V·min/r）測速反饋環(huán)節(jié)電壓比較環(huán)節(jié)比例調(diào)節(jié)器電力電子變換器直流電動機(jī)轉(zhuǎn)速反饋控制的直

8、流調(diào)速系統(tǒng)式中:——閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù)相當(dāng)于在測速反饋電位器輸出端把反饋回路斷開后，從放大器輸入起直到測速反饋輸出為止總的電壓放大系數(shù)，是各環(huán)節(jié)單獨(dú)的放大系數(shù)的乘積。閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性表示閉環(huán)系統(tǒng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)載電流（或轉(zhuǎn)矩）間的穩(wěn)態(tài)關(guān)系。靜特性方程式：轉(zhuǎn)速反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng)4.3轉(zhuǎn)速反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng)熱交換器辨識實(shí)驗(yàn)在仿真的基礎(chǔ)上，對實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的蒸汽—水熱交換機(jī)進(jìn)行開環(huán)與閉環(huán)辨識實(shí)驗(yàn)，輸入跟輸出信號都采用工業(yè)儀表測量記錄。熱交換機(jī)外形尺寸：φ200×1400換熱面積