开环控制发送指令而不检查结果。控制器假定执行器会执行指令,没有反馈。例如,步进电机每次发出指令都旋转固定步数,这就是开环控制。洒水定时器无论是否下雨都会打开阀门十分钟,这也是开环控制。
开环控制简单且成本低廉。当系统运行稳定且干扰较小时,开环控制效果显著。例如,传送带以恒定速度输送箱子无需反馈;玩具车向前行驶两秒钟也无需反馈。但当系统条件发生变化时,开环控制便会失效。电池电压下降会导致电机转速降低;负载重量增加会导致机械臂下垂。如果没有反馈,控制器就无法感知这些变化。
开环与闭环
- 开环控制:无传感器,无校正,简单。
- 闭环:传感器反馈、误差纠正、复杂。
- 开环系统实施起来更便宜、更快捷。
- 闭环系统更准确、更可靠。
- 开环模式适用于可预测的任务。
有些系统采用开环控制进行粗略运动控制,而采用闭环控制进行精细定位。例如,3D打印机可能先用开环控制将打印头移动到大致位置,然后使用无传感器归零来精确定位。具体选择取决于所需的精度以及误差的后果。如果机械臂漏掉一个零件但没有造成人员伤亡,那么开环控制可能就足够了。但如果漏掉一个手术切口,则必须使用闭环控制。开环控制本身并没有错,它只是一种有其特定适用范围的工具。
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