为了分析、研究或综合问题方便起见,可对控制系统从不同的角度进行分类。

包括开环控制系统和闭环控制系统(含全闭环控制系统、半闭环控制系统)。




例如:普通洗衣机,它按洗衣、清衣、脱水的顺序进行工作,无需对输出信号即衣服的清洁程度进行测量。
又如:步进电机驱动的数控机床,输入程序通过数控装置,控制伺服系统带动工作台运动到指定位置,而实际的位置信号不通过检测元件检测并反馈。




例如:发动机离心调速系统、恒温箱,以及液面自动调节器、伺服电机驱动的数控机床等






自动调节系统、随动系统、程序控制系统

又称为恒值控制系统。在外界干扰作用下,系统的输出量仍能基本保持为常量的系统,即“输出恒定”的系统。
例如:发动机离心调速系统、恒温箱、液面自动调节器等。
应用:工业生产中温度、压力、流量、液面、速度等参数的控制。
特点:自动调节系统因为存在反馈,所以一定是闭环控制系统。
水位控制系统动画案例

又称为伺服系统。在外界条件作用下,系统的输出能相应于输入在广阔范围内按任意规律变化的系统,即“输出随输入变化而变化”的系统。
例如:炮瞄雷达系统、导弹目标自动跟踪系统、液压仿形刀架、全自动照相机的闪光系统、调焦系统等。
特点:这类系统也具有反馈控制,也一定是闭环控制系统。
仿型车削动画案例

在外界条件作用下,系统的输出按照预定程序变化的系统,即“输出按程序变化”的系统。
例如:数控机床的进给系统、全自动洗衣机、微波炉等均为程序控制系统。
特点:这类系统根据具体情况不同,可以是开环的,也可以是闭环的。
数控程序加工视频案例

评价一个控制系统的好坏,其指标是多种多样的,对于每一个具体的系统,由于控制对象不同,工作方式不同,完成的任务不同,因此,对系统的性能要求也不完全一样,甚至差异很大。但是对控制系统的基本要求(即控制系统所需的基本性能)一般可归纳为稳、快、准,即稳定性、快速性与准确性。系统的稳、快、准与有关的性能一起,统称为系统的动态性能或动态特性。
(1)稳定性 系统抵抗动态过程振荡倾向和系统能够恢复平衡状态的能力。稳定性是控制系统正常工作的首要条件,而且也是最重要的条件。如果用输出响应的自由响应曲线来表示,该曲线收敛的系统为稳定的系统;如果曲线呈等幅振荡,则系统为临界稳定系统;若该曲线发散,则系统为发散的系统。后两种系统均为不稳定的系统。如下图所示。

1.4.1 小米9平衡车案例
(2)快速性 系统输出量与给定输入量之间产生偏差时,系统消除这种偏差过程的快速程度。
1.4.2 汽车启动加速性能比较案例
(3)准确性 系统在调整过程结束后(即达到稳定后),系统输出量与给定的输入量之间的偏差或称为静态精度。
1.4.3 电子体重计准确性案例
在同一个控制系统中,稳、快、准这三个性能指标是相互制约的。不同系统对稳、快、准的要求会各有侧重。
例如,随动系统对快速性要求较高,而调速系统对稳定性有较严格的要求,程序控制系统对准确性要求较高。