開環和閉環;正反饋和負反饋

光風霽月發表於2024-11-13

開環和閉環

開環的英文名是 \(open-loop\)。開環相對於閉環而言,也叫開環控制系統。意思就是不將控制的結果反饋回來影響當前控制的系統。開環就相當於單向操作,我們給控制器一個值,控制器就按這個值操作控制。也就是隻控制輸出,不計後果的控制。這種系統比較簡單,容易掌握使用,工作穩定,但精度和速度的提高受到限制,所以一般僅用於不考慮外界影響,或慣性小、精度要求不高的一些系統。打個比方,開環相當於開水龍頭,你擰到什麼位置,水龍頭就出多少大小的水,沒有反饋訊號。

閉環也叫反饋控制系統,是由訊號正向通路和反饋通路構成閉合迴路的自動控制系統,是將系統輸出量的測量值與所期望的給定值相比較,由此產生一個偏差訊號,利用此偏差訊號進行調節控制,使輸出值儘量接近於期望值。閉環控制,一般由人們設定目標,由電路自己的檢測電路實行反饋檢測資料。達到跟蹤設定的操作過程就叫做閉環控制。閉環指作為被控的輸出以一定方式返回到作為控制的輸入端,並對輸入端施加控制影響的一種控制關係。沒有反饋的開環控制,將堅定執行操作者的指令,而閉環控制可能會因為一些問題而終止指令。
換言之,開環控制只要指令下達了,就會一步到位,而閉環控制指令下去後,操作者會收到反饋訊息,可能因為反饋訊息而中指指令。
具體內容是指: 把控制系統輸出量的一部分或全部,透過一定方法和裝置反送回系統的輸入端,然後將反饋資訊與原輸入資訊進行比較,再將比較的結果施加於系統進行控制,避免系統偏離預定目標。閉環控制系統利用的是負反饋。即是由訊號正向通路和反饋通路構成閉合迴路的自動控制系統,又稱反饋控制系統。
閉環以飲水機或較先進的電水壺為例,它不用你管,水開了,自動斷電保溫。水冷了,自動接通電源,加溫。
這種系統定位精度高,但系統複雜、除錯和維修困難,價格較貴,主要用於高精度的系統。
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正反饋和負反饋

正反饋(positive feedback),是反饋的一種。是指一系統的輸出影響到輸入,使得輸出變動後會影響到輸入,造成輸出變動持續加大的情形;同理,如果輸出變動持續減少、負面效應加大,就稱為負反饋。
簡單來說,對於社會財富,如果“富者愈富,窮者愈窮”就是正反饋,因為多的更多,少的更少;如果“富者變窮,窮者變富,財富平均分配”就是負反饋,因為多的變少,少的變多。
或者,你可以理解為原結果是 \(R\),正反饋就相當於 \(R+F\),負反饋就相當於 \(R-F\)
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