闭环控制系统的工作过程

从反馈来看，闭环控制系统就是指在系统的输出与输入端之间存在反馈回路，输出量对控制过程产生影响的控制系统。闭环控制系统的核心是通过反馈来减少被控量（输出量）的偏差。

由于某种干扰因素的存在，系统的被控量偏离给定值时，闭环控制系统中的反馈环节能及时检测出被控量的值，并迅速反馈到输入端，与给定值进行比较，控制器根据比较得到的偏差信号进行调节，从而使系统的被控量接近给定值，达到精确控制的目的。所以，一个闭环控制系统，能够克服外界干扰，使被控量控制在给定值附近。

案例分析

供水水箱的水位自动控制系统

供水水箱水位的自动控制在生活中应用较多，如楼宇的水塔，其目的是使水箱中的水位保持在给定的高度。

控制系统由控制器、执行器、被控对象和检测器等组成。

被控对象：水箱；

被控量：水箱中的水位；

执行器：阀门；

控制器：机械或电气控制装置；

检测器：浮球或液位传感器，是控制系统的反馈环节。

水位的自动调节过程：

当水箱的出水流量增大时，水位下降，液位传感器测出水位后与给定值比较，其偏差值进入控制器，通过控制器的输出信号调节阀门，将阀门开大，使水位回升到给定值；反之，当出水流量减小时，通过控制器调节阀门，将阀门关小，使水位回到给定值的位置。

在这一控制系统中，影响水位控制的干扰因素主要是水箱的出水量（即用户使用的水量）、水箱水面蒸发的水量等。水箱的进水量是通过阀门进行控制的，它是该系统的控制量。

给定量→比较器◎→控制器→阀门→水箱（干扰）→水箱的位置

                   检测装置（反馈）

思考

在水箱的水位控制系统中，控制量还可以有其他选择吗？为什么？

案例分析

加热炉的温度自动控制系统是闭环控制系统。

控制系统由控制器、执行器、被控对象和检测器等组成。

被控对象：加热炉；

被控量：炉内温度；

执行器：炉内的加热器；

控制器：一种电子或微机控制装置，它根据输入给定值与检测反馈值的比较信号控制执行器的动作；

检测器：热电偶（具有检测和传感的作用），它将信号返回到输入端，构成反馈环节。

炉温的调节过程：

温度检测装置测出加热炉内的温度，并随时与给定的温度值进行比较，若加热炉内的温度高于给定的温度，则通过控制器调整调压器的电压，使通过电阻丝的电流减小，加热炉的温度下降；若加热炉内的温度低于给定的温度，则通过控制器调整调压器的电压，使通过电阻丝的电流增大，炉内温度上升，并维持在正常值的范围内，从而使加热炉的温度基本稳定在给定的温度值上。

思考

在加热炉的温度控制系统中，可能有哪些干扰因素，系统是如何克服干扰使炉温稳定在给定范围内的？