过程控制(Process Control),开环,闭环

适用情况

对被控制目标的检测、计算和控制的不断循环执行,以实时地对环境的变化做出反应。

目的

将系统的指定输出值保持在set points(设定点)上

概念

过程变量(Process variable):反映系统运行状态
输入变量(Input variable):系统输入的变量
控制变量(Controlled variable):系统输出的变量
设定点(Set point):系统运行所设定的目标。

Open-loop system 开环

输出的控制只考虑目标设定,既不考虑输入,也不考虑输出变化的控制

Snap3

这个开环加热系统会使温度不断升高

Closed-loop system 闭环(control loop控制环路)

把输出执行的状况经检测后,作为输入,经过与设定目标的组合,将其值经过计算后产生输出控制信息的系统;

Snap4

这个闭环加热系统会使温度最终保持到一定温度。

 

闭环系统分为反馈控制和前馈控制:

反馈控制:feedback

负反馈:目标与被测输入的值作为控制依据,使得输出稳定在设定目标上;
正反馈:目标与被测输入的作为控制依据,无法使输出稳定在设定目标上;

Snap5

负反馈:反馈信息与控制信息的作用方向相反,因而可以纠正控制信息的效应。 

负反馈调节的主要意义在于维持机体内环境的稳态,在负反馈情况时,反馈控制系统平时处于稳定状态。 

正反馈:反馈信息不是制约控制部分的活动,而是促进与加强控制部分的活动。 

正反馈的意义在于使生理过程不断加强,直至最终完成生理功能,在正反馈情况时,反馈控制系统处于再生状态。

前馈控制:(feedforward)


把测量输入作为对输出的预测信息;

Snap6

 

控制环路的缺点:

  • 假设环境的变化是,因此无法对突变情况无法处理;
  • 无法将系统细分为相互合作的部件;

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