开环控制系统,也称为非反馈控制系统,是指控制器的输出信号没有经过与被控对象的实际输出量进行比较和修正的系统。简单来说,就是在控制过程中没有反馈环节。控制器单独控制被控对象的过程,无法感知被控对象的实际状态。
开环控制系统通常具有简单、低成本等特点,但缺乏精度、稳定性等优点。一般适用于输出信号直接影响被控对象的场合。
开环控制系统可以应用于很多领域,如机械、电子、化工、生物等等。下面以机械为例,阐述开环控制系统的应用。
机械加工过程中,通常需要控制刀具的运动来达到一定的加工效果。在数控机床中,采用开环控制系统可以对刀具的位置、速度等进行控制。但是由于机床本身存在的误差,开环控制系统在加工过程中往往会出现误差偏大、加工精度低等问题,因此需要在开环控制系统基础上增加其它反馈控制系统的环节来修正误差。
开环控制系统作为控制系统的一种,具有以下优点:
1. 简单:开环控制系统没有反馈控制的环节,结构简单、易于理解、调试和维护。
2. 响应速度快:因为开环控制系统没有反馈环节的时间延迟,从而可以获得比闭环控制系统更快的响应速度。
3. 适用范围广:开环控制系统适用于对系统控制精度要求不高、系统动态性能变化小的场合。
但是,开环控制系统也存在以下不足之处:
1. 稳定性差:开环控制系统的运行稳定性很差,容易受到外部扰动和内部干扰等因素的影响。
2. 精度不高:因为开环控制系统缺乏外部反馈,所以其控制精度较差,难以保证被控对象的精确度。如果控制精度要求较高的场合,则需要采用闭环控制系统。
开环控制系统和闭环控制系统都是控制系统中的一种。相对于闭环控制系统,开环控制系统在结构简单、响应速度快的情况下,缺点是稳定性差、精度不高。在实际应用中,需要根据具体情况来选择合适的控制系统。