众所周知，系统被定义为连接在一起以执行流程（或服务或执行目标）的块（或组件或对象）的集合。系统的另一个简单定义是它是一组组件（或元素），它们按顺序连接以执行指定的功能（或任务）。

　　系统不仅仅意味着物理实体，它也可以是抽象的或现象或概念。其中，物理系统是由连接在一起以执行功能的物理对象组成。

　　例如，以一台电动机为例，它是一个物理系统，具有转子、定子、转轴、接线等组件，它接受电能作为输入并产生机械能作为输出。

　　基于上述示例，可以将系统的概念重新定义为边界内的组件排列，它们通过接受输入（或多个输入）并提供输出来协同工作。

　　什么是控制系统？

　　控制系统是通过改变/调整输入来控制输出的系统。控制系统的另一个定义是它是子系统和过程的组合，它们一起工作以获得期望的输出和具有指定输入的性能。

　　通过考虑下面的一个示例，可以轻松理解控制系统的定义。

　　想象一下你进入电梯并按下键“4”（因为你想去4楼）。电梯控制系统接受此输入并相应地操作电机和门（输出）。电机运行的持续时间取决于按下的输入键，即，它根据按下的键而变化。

　　控制系统还有两个定义可能很有趣。控制系统是一组相互连接的设备，其中每个设备都有自己的输入-输出量，并通过连接其输出来控制下一个系统。

　　此外，控制系统也可以定义为用于控制或调节其他系统功能的一组设备。例如，为了控制生产机械，在重工业中使用生产控制系统。

　　目前有几种方法可以对控制系统进行分类，一些常见的控制系统分类是：

　　开环系统和闭环系统——基于反馈信号。

　　线性和非线性系统——基于它们的微分方程。

　　连续和离散系统——基于系统中的信号类型。

　　时变和时不变系统——基于它们的时间依赖性。

　　在本文中，小编将简单介绍其中的一个系统，即开环系统的特点、应用和优缺点。

　　什么是开环系统？

　　没有任何反馈连接的控制系统称为开环系统，也就是这些类型的系统不依赖于其输出，即在开环系统中，输出不用作系统的控制变量，并且对输入没有影响。

　　开环系统是一种单向信号流系统，由于这些系统不包含任何反馈，即输出不反馈到输入，因此这些系统也称为无反馈系统。下图显示了开环系统的简单框图：

　　在开环系统中，可以通过改变输入来调整/改变输出，但输出对输入没有影响。开环系统的输出只能由其当前状态输入来确定。如果输出因某些外部噪声/干扰而受到影响，开环系统无法对其进行纠正。

　　此外，没有机会纠正开环系统中的转换错误，因此有更多机会发生错误。

　　主要应用

　　在日常生活中，有许多应用中使用开环控制系统。一些基于开环控制系统概念设计的流行系统如下：

　　洗衣机

　　电灯泡

　　电动干手器

　　基于时间的面包烤面包机

　　自动水龙头

　　电视遥控器

　　电动干衣机

　　步进电机或伺服电机

　　喷墨打印机

　　门锁系统

　　交通控制系统

　　电干衣机

　　根据要烘干的衣物量来操作干衣机。可以在系统中设置了一个计时器来执行此操作，比如说20分钟。由于它是一个自动开环系统，机器在20分钟后自动停止工作，无论衣服的性质如何，无论它们是干的还是湿的。

　　干衣机是一个开环系统，因为它在停止工作之前不考虑衣服的状况。用户可以根据自己的需要通过设置定时器控件来调整系统的运行时间。观察下面的开环控制系统框图，电动干燥机。

　　在这里，电吹风系统有三个模块，定时器、加热元件和衣服。首先，用户在定时器中设置烘干衣服的时间，定时器控制与加热元件结合工作，产生热量并烘干衣服。

　　由于没有衣服、湿度的反馈，系统在预设时间后停止工作，不考虑衣服的状态。即使衣服干了，系统也会在规定的时间后关闭。

　　由于系统没有反馈，因此也称为“无反馈系统”，系统的输出仅取决于输入信号，不提供基于输出的输入信号的控制动作。

　　开环控制系统的输出不与系统的输入进行比较，以检查输出中的错误。无反馈信号的输出“完全地”依赖于其输入，而不依赖于系统外部的任何其他环境或参数。当系统的预设值偏离时，这些系统可能会受到输出偏差大的影响。由于开环系统对输出没有任何了解，因此它本身无法纠正错误。这是开环控制系统的主要缺点。

　　另一个缺点是这些系统不能处理外部干扰，并且反对采用改变外部系统参数的能力很差。下图是有干扰的电动干衣机：

　　因此会遇到这样的一个问题，即开环系统中发生的错误会干扰干燥过程，为了保持这些系统的稳定性，这些系统需要用户定期（持续）关注。这意味着用户需要经常检查衣服的过程和温度，并在机器偏离所需条件时控制机器。

　　交通控制系统

　　大多数自动交通控制系统是基于时间的开环控制系统，即，每个信号都分配有一个特定的时隙，在该时隙中它的运行与交通量无关。

　　洗衣机

　　在日常生活中使用的开环控制系统的另一个例子是洗衣机。浸泡、洗涤、漂洗和烘干的操作是基于时间的，不取决于衣服的清洁度或衣服是否干燥。

　　电灯泡

　　众所周知，当电流通过电灯泡时，它就会发光。当供电可用时，通过打开灯泡，可以使其工作。而且这个过程不依赖于灯泡的温度或任何其他参数。

　　电动干手器

　　干手器使用电源工作，当将手放在它前面时，它会通过吹热空气自动干燥手掌，无论手掌干了多少。

　　面包烤面包机

　　面包烤面包机是开环控制系统的另一个简单示例，因为机器根据预设的时间段运行，而不管面包烘烤是否完成。

　　其实，在日常生活中，使用开环系统的设备还有很多很多。。。

　　主要优缺点

　　开环控制系统的优点包括以下几点内容：

　　非常简单且易于设计。

　　比其它类型的控制系统便宜得多。

　　维护非常简单。

　　一般来说，开环系统在某种程度上是稳定的。

　　易于构建且使用方便。

　　开环控制系统的缺点包括以下几点内容：

　　带宽较小。

　　无反馈系统不利于自动化过程。

　　开环系统本质上是不准确的并且也不可靠。

　　如果它们的输出受到一些外部干扰的影响，则无法自动纠正它们，因为这些是无反馈系统。

　　开环系统是控制系统中的一个重要概念，其应用也是非常的广泛。由于开环系统的输入影响输出而不受输出影响的系统，因此该系统又叫做无反馈系统。

　　需要注意的是，由于开环控制系统只按照给定的输入信号对被控对象进行单向控制，而不对被控量进行测量并反向影响控制作用，所以这种系统不具有自动修正由于扰动而引起的使被控制量偏离希望值的能力。