闭环控制系统是控制系统的一种。具体是指通过一定的方法和装置,将控制系统的部分或全部输出送回系统的输入,然后将反馈信息与原输入信息进行比较,再将比较结果应用于系统进行控制,从而避免系统偏离预定目标。闭环控制系统使用负反馈。即由信号正向通路和反馈通路组成的闭环自动控制系统,也称为反馈控制系统。
闭环控制系统的结构框图典型的反馈控制系统的基本组成可以用图1.8所示的框图来表示。组成系统的组件根据其在系统中的功能进行划分,主要如下:
(1)给定要素:给出期望产出对应的投入量。
(2)比较元件:输入与反馈的偏差往往是由集成运算放大器(简称集成运放)来实现的。
(3)放大器:由于偏差信号一般很小,不足以驱动负载,所以需要放大器,包括电压放大器和功率放大器。
(4)执行器:直接驱动被控对象改变输出。常用的有电机、调节阀、液压马达等。
(5)测量元件:检测被控量,并转换成所需的电信号。在控制系统中,常用测速发电机和光电编码器进行速度检测。旋转变压器、自动机器等。用于位置和角度检测;电流检测用变压器和温度检测用热电偶等。这些检测装置通常将检测到的物理量转换成相应的连续或离散的电压或电流信号。
(6)校正元件:也叫补偿元件,是一种结构和参数容易调整的元件。它串联或反馈在系统中,完成所需的运算功能,以提高系统的性能。根据它们在系统中的不同位置,可以分别称为串联校正元件和反馈校正元件。
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