控制系統是由集成元素組成的系統，其功能是維持過程變量在期望值或期望值范圍內。控制系統監視一個或多個過程變量，然后采取一些措施來保持期望的系統參數。一個實際應用的好例子是通過使用恒溫器監控房屋溫度的中央供暖裝置。當房屋溫度降到預設值時，爐子會打開提供熱源。房屋溫度升高直到恒溫器上的開關導致爐子關閉。

一、控制系統輸入輸出

控制系統輸入是從外部源施加到控制系統的刺激，以產生控制系統的指定響應。在上述討論的中央供暖裝置示例中，控制系統輸入是由恒溫器監控的房屋溫度。

控制系統輸出是從控制系統獲得的實際響應。在上述中央供暖裝置示例中，恒溫器上的溫度降到預設值會導致爐子打開，提供熱量以提高房屋溫度。控制系統根據負責激活控制系統以產生輸出的數量進行分類。兩個一般分類是開環和閉環控制系統。

二、開環控制系統

開環控制系統是控制行為與輸出無關的系統。化工應用中的一個開環控制系統示例是帶有可變速控制的化學添加泵。維持系統化學正確性的化學品投加速率由操作員確定，操作員不是系統的一部分，泵不能在沒有操作員行動的情況下通過調整其投加速率(速度)做出響應。

三、閉環控制系統

一個閉環控制系統是指其控制動作取決于輸出的系統。反饋是閉環控制系統中有關過程變量狀態的信息。該變量與期望的狀態進行比較，以在過程上產生適當的控制動作。這些信息不斷地通過反饋傳遞給控制電路，響應于控制動作。

閉環控制系統的典型例子是儲罐中的液位控制，如下所示：該控制系統通過持續感知儲罐中的液位并調整供水閥來增加或減少水量，以維持水位。所需水位由不屬于控制系統的操作員預設。由液位傳感器感知的實際儲罐液位是液位控制器的反饋。將此反饋與期望的水位進行比較，以產生所需的控制動作，從而將液位控制調整到維持期望水位所需的位置。

四、自動控制系統

自動控制系統是一種預設的閉環控制系統，無需操作員操作。這假設過程保持在控制系統的正常范圍內。自動控制有兩個與之相關的過程變量：被控變量和操縱變量。

五、被控變量與操縱變量

被控變量是在指定值或指定范圍內維持的過程變量，例如上述示例中的儲罐液位。

操縱變量是被控制系統作用于其上，以維持被控變量在指定值或指定范圍內的過程變量。在前面討論的例子中，供水到儲罐的流速就是操縱變量。

六、自動控制功能

自動控制具有四個基本功能，即：測量、比較、計算、修正。

在上述水箱水位控制系統中，水位傳感器測量水箱內的水位。水位傳感器將代表水箱水位的信號發送到水位控制設備，該設備將其與期望的水箱水位進行比較，然后計算需要打開供水閥的程度，以糾正實際水位與期望水位之間的差異。

七、自動控制系統的功能元素

執行自動控制系統功能所需的三個功能元件是：測量元素、誤差檢測元素、最終控制元素。

測量元素通過感知和評估受控變量來執行測量功能。誤差檢測元素首先將受控變量的值與期望值進行比較，然后在實際值與期望值之間存在偏差時發出錯誤信號。最終控制元素通過校正過程的操縱變量來響應錯誤信號。

自動控制器是一種對誤差敏感的自調節設備。它從過程中獲取信號并將其反饋到過程中。因此，閉環控制被稱為反饋控制。

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