闭环控制系统

概念定义

闭环控制系统是控制系统的一种类型，又称反馈控制系统。系统把输出量的一部分或全部，通过一定的方法和装置反送至输入端，再将反馈信息与原输入信息进行比较，并把比较结果施加于系统进行控制。其目的在于避免系统输出偏离预定目标。

闭环控制系统由信号正向通路和反馈通路组成。正向通路与反馈通路连接成闭合回路，使系统输出能够返回输入端并参与后续控制。反馈信息因此不仅反映系统输出，也成为系统继续进行控制的依据。

闭环控制以负反馈为基础。系统先接收原输入信息，信号沿正向通路作用于系统并形成输出；随后，输出量的一部分或全部经反馈通路返回输入端。返回的反馈信息与原输入信息进行比较，所得比较结果再用于控制系统。

这一过程使输出信息持续回到控制环路之中。当反馈信息表明系统已经偏离预定目标时，比较结果会被施加于系统，使后续控制围绕原输入信息与实际输出之间的关系进行。输出、反馈、比较和再次控制共同构成连续的闭合控制过程。

闭环控制系统的基本结构包括信号正向通路、反馈通路，以及执行反馈信息比较和控制作用的相关方法与装置。正向通路负责使输入信号作用于系统并产生输出；反馈通路负责将输出量的一部分或全部送回输入端；比较环节处理反馈信息与原输入信息，并形成用于后续控制的结果。

这些部分并非彼此独立：正向通路产生的输出是反馈通路的信息来源，反馈通路返回的信息进入比较过程，比较结果又重新作用于正向控制过程。各环节连接后形成闭合回路，这也是闭环控制系统区别于单纯信号传递过程的结构特征。

闭环控制系统可作为自动控制系统的核心控制方式。直流伺服电动机以闭环控制系统为核心，通过输出反馈、信息比较和控制作用构成完整控制回路。在这类应用中，系统输出会参与后续控制，而不是仅由原输入信息单向决定控制过程。