闭环控制系统是一种将输出信号反馈回系统内部,与期望值进行比较,并根据差值调整控制作用的系统。以下是一些常见的闭环控制系统例子:
汽车巡航控制系统
输入变量:驾驶员设定的期望速度。
输出变量:车辆的实际速度。
控制过程:系统通过传感器监测车辆速度,与期望速度比较后,自动调整油门或刹车以保持恒定速度。
室内温度调节系统
输入变量:用户设定的期望温度。
输出变量:室内实际温度。
控制过程:恒温器根据室内温度与期望温度的差值,调整空调或暖气系统的工作状态,以维持室内温度在设定范围内。
工业过程控制
应用领域:化工、制药、食品加工等。
控制对象:化学反应器中的温度、压力、流量等参数。
控制过程:通过传感器实时监测参数,自动调节阀门等执行器,以保持生产过程的稳定性和安全性。
导弹制导系统
输入变量:期望的飞行轨迹参数(位置、速度、方向)。
输出变量:导弹的实际飞行参数。
控制过程:制导系统比较导弹实际位置与期望位置,计算调整量,并通过调整发动机推力或控制面来改变导弹的飞行轨迹。
全自动洗衣机
输入变量:用户设定的洗涤程序。
输出变量:洗涤后衣物的清洁程度。
控制过程:洗衣机通过传感器检测衣物的清洁程度,并根据检测结果自动调整洗涤和漂洗次数,以达到最佳洗涤效果。
智能灯光系统
输入变量:时间和环境光线强度。
输出变量:灯光的亮度。
控制过程:系统通过光敏传感器检测光线强度,将信号反馈给控制系统,根据设定阈值和反馈信号调节灯光亮度。
恒温空调控制系统
输入变量:用户设定的室内温度。
输出变量:室内实际温度。
控制过程:系统通过温度传感器检测室内温度,与设定温度比较后,调整制冷或制热功能,以维持室内温度恒定。
供水水箱的水位自动控制系统
输入变量:设定的水位高度。
输出变量:水箱中的实际水位。
控制过程:通过液位传感器检测水位,与设定值比较后,控制器调节阀门开度,以保持水位恒定。
加热炉的温度自动控制系统
输入变量:设定的炉内温度。
输出变量:炉内的实际温度。
控制过程:温度检测装置测出温度,与设定值比较后,控制器调整加热装置的功率,以维持炉内温度稳定。
这些例子表明,闭环控制系统广泛应用于各种领域,从日常家用电器到工业自动化,其核心是通过反馈机制实现精确控制,提高系统的稳定性和响应速度。