例一．

图4-11是一个工人正在调节容器内的液面位置。液面的预期位置存放在操作工人的脑海中，在工人用手控制阀门的同时，通过眼睛观察实际液面，大脑根据实际液面与预期液面的差异大小，通过手调节阀门，控制液体的输出量，从而达到维持液面高度的目的。在这个控制系统中，人的眼睛就是系统的反馈环节，大脑根据反馈的信息不断调整控制作用，所以调节液面的过程，就是一个闭环控制的过程。由于人已经成为整个控制系统的一个部分，所以我们称这个系统为人工闭环控制系统。

例二．

图4-11是全球卫星定位系统（global position system GPS）示意图。

在大海中航行的船只，通过GPS可获得自己当前的地理位置，然后将这个位置与计算机中保存的期望位置进行比较，发现误差及时调整，使船保持在正确的航线上。GPS就是整个自动导航系统中的反馈环节。

GPS能够提供精确的地理位置信息，所以在航海、航空和城市交通管理等领域有着广泛的应用。

闭环控制系统由于能够不断的修正控制效果，所以一般可以得到较好的结果。但如果系统的输入量能够预先知道，并且不存在任何扰动(或系统对扰动的影响不敏感)，则采用开环控制更为合适。例如，家用电风扇的转速调节系统，实际上就是一个开环控制系统。虽然我们要根据需要得到不同的转速，但通常只要有风量大小的感觉就可以了，这时对影响转速发生微小变化的一些干扰就可忽略不计，所以开环控制系统就能很好地完成这个任务。房间里的电灯开关、厨房里的水龙头等都是简单的开环控制系统，它们都能很好地完成我们需要的控制目的。只有当存在着无法预计的扰动和(或)系统中元件的参数存在着无法预计的变化时，闭环控制系统才具有优越性。通常，开环控制系统成本较低，在可能的情况下，应当采用开环控制。如能将开环控制与闭环控制适当的结合在一起，通常比较经济，并且能够获得满意的综合系统性能。

判断一个控制系统是否为闭环控制的简单方法是：考察分析当控制效果（即被控量）发生变化时，例如给被控对象或被控量施加一些干扰，控制系统能否作出相应的调整去改变控制的效果（即被控量），以减少控制误差，如果能，则为闭环控制，否则是开环控制。

知识窗

打印头的位移控制

打印机（图4-15）可以打印出精美的图文，是由打印头在打印过程中不断的移动而将图文一点点“描绘”出来的。可见，确保打印头在打印过程中做精确的位移是至关重要的。驱动打印头移动的是一种称为步进电动机的电器，这种电动机每输入一组脉冲信号，其转子就精确地转动一个固定的角度，所以只要控制输入脉冲的个数就可控制转子转动的总角度，通过相应的传动装置，使打印头做精确的位移。除打印机外，像绘图仪、数控机床等，都广泛地采用了步进电动机。

由于步进电动机的转动角度与输入的脉冲数有精确的对应关系，所以在特定的条件下采用步进电动机不需要反馈环节就能提供较精确的机械位移。这种控制系统属于开环控制系统。

三、手动控制和自动控制

有些时候，控制系统必须在人的直接干预下才能完成控制任务（图4-12的人工液面调节）。这种控制系统，我们称为手动控制系统（manual control system）。而在控制的过程中如果不需要人的干预，就可以按期望规律或预订程序进行的控制系统称为自动控制系统（automatic control system）。前面介绍的瓦特式速度调节器和电视制导导弹的控制系统就是自动控制系统。

图4-16、图4-19是有关手动控制和自动控制的一些例子。

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