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闭环控制英文解释翻译、闭环控制的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【计】 close-cycle control; closed-loop control

分词翻译:

闭的英语翻译:

close; shut

环的英语翻译:

annulus; hem in; link; loop; ring; surround
【计】 ring up; toroid
【化】 ring
【医】 annuli; anulus; band; circle; circulus; cycle; cyclo-; gyro-; loop; orb
ring; verge

控制的英语翻译:

control; dominate; desist; grasp; hold; manage; master; predominate; rein
rule
【计】 C; control; controls; dominance; gated; gating; governing
【医】 control; dirigation; encraty
【经】 check; command; control; controlling; cost control; dominantion
monitoring; regulate; rig

专业解析

闭环控制(Closed-Loop Control)是一种通过实时反馈自动调节系统输出的控制机制。其核心在于系统输出量被持续监测并与期望值(设定点)比较,根据偏差实时调整控制作用,形成“闭环”调节。以下是详细解释:


一、核心定义与工作原理

  1. 基本概念

    闭环控制通过传感器实时测量系统输出(如温度、转速),将数据反馈至控制器与设定值比较,生成误差信号。控制器根据误差动态调整执行器(如电机、阀门),使输出趋近目标值。这种“测量-比较-修正”的循环机制显著提升系统抗干扰能力和精度。

  2. 与开环控制的区别

    • 开环控制:无反馈环节,仅按预设指令执行(如定时灌溉),无法修正外部干扰(如降雨)导致的偏差。
    • 闭环控制:具备反馈回路,可自适应补偿扰动(如恒温空调根据室温调节制冷量)。

二、关键组成要素

  1. 传感器(Sensor)

    实时采集输出量物理参数(如压力、位移),并转换为电信号反馈。

    示例:电机控制系统中的编码器,监测转速并反馈脉冲信号。

  2. 控制器(Controller)

    根据误差信号计算控制量,常用算法包括:

    • PID控制:比例(P)、积分(I)、微分(D)组合,消除稳态误差并抑制振荡。
    • 模糊控制:适用于非线性系统(如机器人避障)。
  3. 执行器(Actuator)

    接收控制器指令驱动被控对象(如伺服电机调整阀门开度)。


三、典型应用场景

  1. 工业自动化

    • 数控机床刀具轨迹跟踪(定位精度±0.001mm)。
    • 化工过程流量控制(PID调节阀维持恒定流量)。
  2. 消费电子

    • 智能手机电池管理:根据负载与温度动态调节充电电流。
    • 无人机姿态稳定:陀螺仪反馈实时调整电机转速。
  3. 航空航天

    火箭姿态控制系统通过惯性传感器反馈,实时修正推力矢量方向。


四、技术优势与局限

优势 局限
抗干扰性强(如负载突变) 系统设计复杂,成本较高
高精度(稳态误差<0.1%) 可能引发振荡(需参数整定)
适应环境/参数变化 传感器故障导致系统失效

权威参考来源:

  1. IEEE Control Systems Society. Closed-Loop Control Fundamentals. ieee-css.org
  2. Ogata, K. (2010). Modern Control Engineering, 5th ed. Pearson. ISBN 978-0136156734.
  3. National Institute of Standards and Technology (NIST). Manufacturing Process Control. nist.gov/engineering-laboratory
  4. NASA Technical Report. Attitude Control Systems for Spacecraft. ntrs.nasa.gov

(注:链接经校验有效,更新于2025年7月)

网络扩展解释

闭环控制是一种自动控制系统的核心机制,其核心思想是通过实时反馈调节实现精准控制。以下是详细解释:

一、基本定义

闭环控制(Closed-loop Control)指系统通过传感器持续监测输出结果,并将该结果与预设目标值进行对比,根据偏差值动态调整输入信号,最终使输出稳定在目标值附近。其核心特征是反馈回路的存在。

二、系统组成

  1. 传感器:检测被控对象输出(如温度、速度)
  2. 比较器:计算实测值与目标值的偏差
  3. 控制器:根据偏差生成修正指令(例如PID控制算法)
  4. 执行机构:执行控制指令(如电机、阀门)
  5. 被控对象:接受控制的物理系统

三、数学表达

闭环控制的典型传递函数为: $$ G_{close} = frac{G}{1 + GH} $$ 其中:

四、与开环控制的对比

特性 闭环控制 开环控制
反馈机制 ✅ 实时监测输出 ❌ 无反馈
抗干扰能力 强(自动补偿环境变化)
控制精度 依赖系统标定
应用场景 精密温控、自动驾驶 简单流水线

五、典型应用

  1. 恒温系统:空调通过温度传感器实时调节制冷量
  2. 汽车巡航:根据车速自动调整油门开度
  3. 工业机器人:通过位置传感器修正机械臂轨迹
  4. 血糖调节:人体胰岛素分泌机制(生物闭环)

这种控制方式在需要高精度、强抗干扰的场景中具有不可替代性,现代95%的工业自动化设备均采用闭环控制架构。

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