控制系統(tǒng)中,將輸出量通過適當(dāng)?shù)臋z測(cè)裝置返回到輸入端并與輸入量進(jìn)行比較的過程,就是反饋。如果系統(tǒng)的輸出端與輸入端之間不存在反饋,也就是控制系統(tǒng)的輸出量不對(duì)系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響,這樣的系統(tǒng)稱開環(huán)。與閉環(huán)控制系統(tǒng)相對(duì),系統(tǒng)的控制輸入不受輸出影響的控制系統(tǒng)。在開環(huán)控制系統(tǒng)中,不存在由輸出端到輸入端的反饋通路(見反饋控制系統(tǒng))。因此,開環(huán)控制系統(tǒng)又稱為無反饋控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)由控制器與被控對(duì)象組成??刂破魍ǔ>哂泄β史糯蟮墓δ?。同閉環(huán)控制系統(tǒng)相比,開環(huán)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單得多,同時(shí)也比較經(jīng)濟(jì)。 開環(huán)控制系統(tǒng)主要是用于增強(qiáng)型的系統(tǒng)。 開環(huán)控制系統(tǒng):若系統(tǒng)的輸出量對(duì)系統(tǒng)的控制作用不產(chǎn)生影響(即無檢測(cè)反饋單元),則稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)的控制精度完全取決于各單元的精度,因此,它主要使用在精度要求不高并且不存在內(nèi)外干擾的場(chǎng)合。但開環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,且一般不存在穩(wěn)定性的問題。 而閉環(huán)控制系統(tǒng)的輸出通過檢測(cè)反饋單元返回來作用于控制部分,形成閉合回路,這種控制系統(tǒng)就稱為閉環(huán)控制系統(tǒng),又稱為反饋控制系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)是能夠自動(dòng)糾正外部干擾和系統(tǒng)內(nèi)參數(shù)變化引起的偏差,這樣就可以采用精度不太高而成本較低的元件,組成一個(gè)較為精確的控制系統(tǒng)。但是閉環(huán)控制系統(tǒng)也有它的缺點(diǎn)。由于閉環(huán)控制系統(tǒng)是以偏差消除偏差的,即系統(tǒng)要工作就必須有偏差存在,因此這類系統(tǒng)不會(huì)有很高的精度。 一、交流調(diào)速的開環(huán)控制與閉環(huán)控制 開環(huán):就是變頻器對(duì)要進(jìn)行的控制量,比如電壓電流頻率等量,在輸入輸出的通過相應(yīng)的反饋電流來獲取這些參數(shù)的實(shí)際值,然后通過反饋電路和控制電路送入相應(yīng)的控制單元與目標(biāo)值進(jìn)行對(duì)比,使得最后的輸出自動(dòng)穩(wěn)定在目標(biāo)值附近,這樣可以做到精確控制。 變頻器開環(huán)控制就是變頻器根據(jù)需要固定頻率運(yùn)行,不能根據(jù)負(fù)載的變化調(diào)整。閉環(huán)控制即變頻器可以隨著負(fù)載的變化根據(jù)需求變化頻率,達(dá)到工藝要求的目的。閉環(huán)控制過程中可能要用到一些傳感器儀表等。 開環(huán)控制與閉環(huán)控制的最重要的區(qū)別,就是是否有反饋、糾偏系統(tǒng)。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子,我們用控制面板給變頻器設(shè)定的輸出頻率是要達(dá)到40Hz,變頻器的輸出是否準(zhǔn)確,這個(gè)只能通過專業(yè)的儀表來測(cè)量后,才能得出結(jié)論,這就是開環(huán)控制。假如我們用專業(yè)的儀器給變頻器一個(gè)反饋信號(hào),如果變頻器的實(shí)際輸出頻率沒有達(dá)到40Hz,那么,儀器就會(huì)反饋一個(gè)結(jié)果給變頻器,變頻器按照反饋的結(jié)果,來進(jìn)行糾偏,確保變頻器一直運(yùn)行在40Hz,這就是閉環(huán)控制。 通俗點(diǎn)講,變頻調(diào)速,對(duì)于速度環(huán)開環(huán)就是是沒有編碼器反之就是有編碼器。有編碼器的變頻是半閉環(huán)(只是電機(jī)反饋給變頻,全閉環(huán)是機(jī)械反饋給變頻的上位機(jī)) 二、開環(huán)與閉環(huán)調(diào)速的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比 開環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,控制電壓直接控制電機(jī)觸發(fā)電路。但系統(tǒng)靜特性差,在轉(zhuǎn)矩變化的情況下轉(zhuǎn)速變化很大。 閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,但是調(diào)速性能好,系統(tǒng)特性曲線較硬,轉(zhuǎn)矩變化對(duì)系統(tǒng)速度擾動(dòng)幾乎不記。閉環(huán)系統(tǒng)一般采用轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)系統(tǒng),需要對(duì)兩個(gè)調(diào)節(jié)器進(jìn)行工程設(shè)計(jì),比較繁瑣。 開環(huán)的調(diào)速,僅僅單向地輸出控制信號(hào)來調(diào)速。 當(dāng)負(fù)載變化引起速度偏差時(shí),控制系統(tǒng)無法發(fā)現(xiàn),自然就不能控制并使誤差減小。 比例控制的閉環(huán)調(diào)速,會(huì)檢測(cè)輸出并反饋到輸入端與調(diào)速參數(shù)相比較,根據(jù)實(shí)際速度誤差修正控制信號(hào),這樣,隨機(jī)的負(fù)載變化引起的誤差可大大降低。 如果需要更高的控制精度,可以加上積分控制。 積分控制會(huì)對(duì)誤差信號(hào)進(jìn)行累計(jì),最終消除剩余誤差,理論上可達(dá)到最終的零誤差。 如果需要更好的動(dòng)態(tài)響應(yīng),還可以加上微分控制。 微分控制根據(jù)誤差變化的速率調(diào)整控制量,可加快修正速度,同時(shí)減少過沖。 最經(jīng)典、最常用的 PID 閉環(huán)控制策略,就是由比例(P)、積分(I)、微分(D)三者組合而成。 |
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