1.1 开环控制和闭环控制

1.1.1 开环控制

开环控制系统是指无被控量反馈的控制系统，即需要控制的是被控对象的某一量（被控量），而测量的只是给定信号，被控量对于控制作用没有任何影响的系统。结构图如图1-5所示。信号由给定值至被控量单向传递。这种控制较简单，但有较大的缺陷，即对象或控制装置受到干扰，或工作中特性参数发生变化，会直接影响被控量，而无法自动补偿。因此，系统的控制精度难以保证，系统的抗干扰能力较差。从另一种意义理解，意味着对被控对象和其他控制元件的技术要求较高。但其结构简单，成本低，在系统精度要求不高或扰动影响较小的情况下，具有一定的实用价值，如数控线切割机进给系统、包装机等多为开环控制。

图1-5 开环控制系统结构框图

1.1.2 闭环控制（反馈控制）

闭环控制系统的定义是有被控量反馈的控制系统，其原理框图如图1-6所示。从系统中信号流向看，系统的输出信号沿反馈通道又回到系统的输入端，构成闭合通道，故称为闭环控制系统，或反馈控制系统。

图1-6 闭环控制系统原理框图

这种控制方式，无论是由于干扰造成，还是由于结构参数的变化引起被控量出现偏差，系统均利用偏差去纠正偏差，故这种控制方式为按偏差调节。

闭环控制系统的突出优点是利用偏差来纠正偏差，使系统达到较高的控制精度。但与开环控制系统比较，闭环系统的结构比较复杂，构造比较困难。需要指出的是，由于闭环控制存在反馈信号，利用偏差进行控制，如果设计不当，将会使系统无法正常和稳定地工作。另外，控制系统的精度与系统的稳定性之间也常常存在矛盾。

开环控制和闭环控制方式各有优缺点，在实际工程中，应根据工程要求及具体情况来决定。如果事先预知输入量的变化规律，又不存在外部和内部参数的变化，则采用开环控制较好。如果对系统外部干扰无法预测，系统内部参数又经常变化，为保证控制精度，采用闭环控制则更为合适。如果对系统的性能要求比较高，为了解决闭环控制精度与稳定性之间的矛盾，可以采用开环控制与闭环控制相结合的复合控制系统。