开路系统

在本教程中，我们将了解称为开放循环系统的控制系统中的重要概念。我们将探索系统和控制系统的一些基础知识，什么是开放循环系统，它的优势和缺点是什么，也很少有开放循环系统的示例。

什么是系统？

系统被定义为连接的块（或组件或对象）的集合以执行过程（或服务或执行目标）。系统的另一个简单定义是，它是一组组件（或元素），它们以序列连接以执行指定的函数（或任务）。

系统不仅意味着物理实体。它也可以是抽象，现象或概念，我们经常在数学和经济领域中使用。但是物理系统由连接在一起执行功能的物理对象组成。

考虑电动机。它是一个物理系统，具有诸如转子，定子，笼子，布线等组件等组件。它接受输入并产生机械能作为输出。

基于此示例，我们可以将系统的概念重新定义为边界内组件的布置，该组件在边界内的布置，通过接受输入（或多个输入）并提供输出来共同起作用。

什么是控制系统？

控制系统是一个系统，其中输出通过改变 /调整输入来控制输出。控制系统的另一个定义是，它是子系统和过程共同工作以获得所需的输出和具有指定输入的性能的组合。

您可以通过考虑示例轻松理解控制系统的定义。我们要谈论的控制系统是电梯。

想象一下您进入电梯并按下键“ 4”（当您想转到4^Th地面）。电梯控制系统采用此输入，并因此操作电动机和门（输出）。电动机运行的持续时间取决于按下的输入键，即按按压键变化。

控制系统的另外两个定义可能很有趣。控制系统是一组相互联系的设备，每个设备都有自己的输入 - 输出数量并通过连接其输出来控制下一个系统。

控制系统还可以定义为用于控制或调节其他系统功能的设备组。例如，为了控制生产机械，我们在重工业中使用生产控制系统。

有几种分类控制系统的方法。控制系统的一些流行分类是：

• 开放循环系统和闭环系统 - 基于反馈信号
• 线性和非线性系统 - 基于其微分方程
• 连续和离散的系统 - 基于其系统中信号的类型
• 时间变化和时间不变系统 - 基于其时间依赖性

在此，我们对基于反馈的控制系统（即开放循环系统和闭环系统，尤其是Open Loop Systems，这是本教程的主要主题）感兴趣的。

有时，为了实现系统的一致性和稳定性并产生所需的输出，控制系统可以使用反馈。反馈不过是输出信号的一部分被馈回输入。反馈是控制系统中重要且经常使用的概念之一。

连接到系统输入的反馈使系统能够调整其参数以获取所需的输出响应。

基于反馈连接，即，如果使用反馈，则控制系统分为两种类型。他们是：

• 开环控制系统
• 闭环控制系统

开路系统

没有连接到其的反馈的控制系统称为开路系统。这些类型的系统不取决于其输出，即，在开放循环系统中，输出不被用作系统的控制变量，并且对输入没有影响。

开路系统是一种方式信号流系统。由于这些系统不包含任何反馈，即输出不会回到输入中，因此这些输出也称为非反馈系统。

下图显示了一个开路系统的简单框图。

在开放循环系统中，可以通过改变输入来调整输出 /变化，但输出对输入没有影响。开路系统的输出只能由其当前状态输入确定。如果由于某些外部噪声 /干扰而影响输出，则开放循环系统将无法纠正。

同样，没有机会纠正开路系统中的过渡错误，因此有更多机会发生错误。

开放循环系统应用程序

我们在日常生活的许多应用中使用开放循环控制系统。下面提到了一些基于开路控制系统概念而设计的流行系统：

• 洗衣机
• 电灯泡
• 电动干燥机
• 基于时间的面包烤面包机
• 自动水龙头
• 电视遥控器
• 电动服装干燥机
• 窗户上的阴影或百叶窗
• 步进电机或伺服电机
• 喷墨打印机
• 门锁系统
• 交通控制系统

开放循环系统的实时示例

下面说明了一些开放循环系统的一些实时示例。

电气干燥机

我们根据干燥的衣服来操作较干燥的衣服。我们在系统中设置了一个计时器来进行此操作，假设20分钟。由于它是一个自动开环系统，因此机器在20分钟后会自动停止工作，无论衣服的性质，无论是干燥还是潮湿。

服装干燥机是一个开放的环路系统，因为它在停止工作之前不考虑衣服的状况。用户可以根据其要求设置计时器控制，调整系统的工作持续时间。观察开路控制系统的下图图，电动干燥机。

在这里，电动干燥系统有三个街区，计时器，加热元件和衣服。主要是，用户设定了在计时器中干燥衣服的时间。计时器控制与加热元件结合起来，产生热和干燥衣服。

由于没有关于衣服，湿度的反馈，因此系统在预设时间之后停止工作，并且不考虑衣服的状态。即使衣服干燥，系统也会在分配的时间后关闭。

由于系统没有反馈，因此也称为“非反馈系统”，其中系统的输出仅取决于输入信号，并且根据输出提供了输入信号的控制动作。

开放环控制系统的输出未与系统的输入进行比较，以检查输出中的错误。非反馈信号的输出“忠实”取决于其输入，不取决于系统外部的任何其他情况或参数。

当系统的预设值不断变化时，这些系统可能会受到输出较大偏差的影响。由于开放循环系统对输出不了解，因此无法纠正错误本身。这是开路控制系统的主要缺点。

另一个缺点是，这些系统无法处理外部干扰，并且能够反对采用外部系统参数的更改的能力。

因此，我们遇到了一个讨论，即在开路系统中发生的错误将干扰干燥过程，并保持稳定性，这些系统需要用户的定期（连续）注意。

这意味着用户需要经常检查衣服的过程和温度，并在机器偏离所需条件情况时控制机器。

交通控制系统

大多数自动流量控制系统都是基于时间的开路控制系统，即，每个信号都用特定的时间插槽分配，在此过程中，无论流量量如何。

洗衣机

我们在日常生活中使用的开路控制系统的另一个例子是洗衣机。浸泡，洗涤，冲洗和干燥的操作是基于时间的，不取决于衣服的清洁度或衣服是否干燥。

电灯泡

我们都知道，当电流通过电灯灯泡时，它会产生光。当电源可用时，通过打开灯泡，我们可以使其正常工作。而且此过程不取决于灯泡或任何其他参数的温度。

电动干燥机

手干燥机在电源上工作，当我们将手放在前面时，它会通过吹热空气来自动干燥我们的手，而不论我们的手有多少干燥。

面包烤面包机

面包烤面包机是开放环控制系统的另一个简单示例，因为机器根据预设时间段运行，无论面包的烤面包是否完成。

开路控制系统的优势

开放环控制系统的主要优点如下：

• 开路控制系统非常简单易用。
• 这些比其他类型的控制系统便宜得多。
• 维护开放环控制系统非常简单。
• 通常，开放循环系统在一定程度上是稳定的。
• 这些类型的系统易于构建，并且很方便使用。

开放环控制系统的缺点

开路系统的缺点是：

• 开路控制系统的带宽较少。
• 非反馈系统无法促进自动化过程。
• 开放循环系统本质上不准确，也不可靠。
• 如果它们的输出受到某些外部干扰的影响，则无法自动纠正它们，因为这些是非反馈系统。

结论

这是对控制系统概念的简要介绍，尤其是开放循环系统变体。您倾斜了什么是系统，什么是控制系统，什么是开放环控制系统，开放环系统的优势和缺点，以及我们每天使用 /遇到的开放环系统的一些常见示例。