2、开环控制系统

在游泳池注水控制系统中，如果进水管单位时间的水流量一定，那么游泳池水位的高度与进水的时间是一一对应的。我们就可以通过设定注水时间，使游泳池的水位达到希望的高度。将注水的时间值（假设为2小时）设定到定时器中，开启进水阀注水，一旦时间到达，定时器就会通知进水阀门关闭，停止向游泳池注水。这一控制系统的工作过程可用下图描述。此时，游泳池的水位只受设定的注水的时间控制，这里，作为输入的设定的注水时间可以计算，称为输入量；作为输出的游泳池的水位可以用水面高度这样的量来计算，称为输出量。

                                   水流量        

设定注水的时间—→定时器—→进水阀门—→游泳池—→游泳池的水位

    （输入）                                            （输出）

控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制系统称为开环控制系统。

开环控制系统在日常生活中的用途很广，如十字路口的经绿灯定时控制系统、楼宇的防盗报警控制系统、火灾自动报警系统、公园的音乐喷泉自动控制系统等。

案例分析

自动门的控制系统

为了方便人们的出入，一些医院手术室、现代化的宾馆和银行都安装了自动门。当有人走近大门时，大门就会自动打开。

这是什么道理呢？原来，当人走近自动门时，门上方的红外装置检测到人体热辐射发出的红外信息，控制电路接收到该信号后，便会发出相应的指令，启动电机运转，从而带动门自动开启（或者控制气动装置，使门向两边打开）。当门开启之后，控制电路将作出判断，如果没有人在门四周，就通知电机做反向运转，使门关闭。

可见，自动门的开启或关闭只与红外装置是否检测到人体发出的信号相对应。如果把红外装置是否检测到人体热辐射发出的信号看做输入量，门的开启或关闭看做输出量，那么自动门的工作原理可以用下面的方框图来描述：

（输入）红外装置是否检测到人体热辐射发出的信号→控制电路→电机→自动门→门的开启或关闭（输出）

马上行动

列举你所知道的开环控制系统。

在控制系统中，为了分析的方便，常采用方框来表示系统的环节，用单向信号线来表示系统信号传递的方向，这种图称为控制系统的方框图，它表示了系统的各个环节在系统中的位置、功能和相互之间的关系。

对于开环控制系统，通常可以用下面的方框图来描述：

                              控制量

输入量——→控制器——→执行器——→被控对象——→输出量

上图中，输入量即控制系统的给定量，如游泳池进水的设定时间；输出量（被控量）即控制系统所要控制的量，也是控制系统的输出信号，如游泳池的水位；被控对象即控制系统中所要求控制的装置或生产过程，如游泳池；执行器即直接对被控对象进行控制的装置或元件，如进水阀门；控制器即对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件，如控制电路；控制量即执行器的输出信号，如流过阀门的水量。