Что такое Open loop и Closed loop в системах управления?

Вопрос: Что такое Open loop и Closed loop в системах управления?


Ответ: Это просто буржуевые термины для обозначения систем управления с использованием обратной связи -- это closed loop (закрытый цикл). Логика проста - устанавливаем параметр, управляем, смотрим что получилось, затем корректирруем исходный парамер чтобы достичь желаемого результата. Open loop - это прямое управление без всякой корректировки.
В системах электронного компутерного управления двигателями внутреннего сгорания известны следующие closed loop:
1) Качество смеси - комп выбирает ширину импульса инжектора на основании показаний датчиков расхода воздуха, температуры двигателя и тд., плюет в цилиндр, затем анализирует показания кислородного датчика, который говорит о том, сколько было сожжено кислорода. Если кислород остался, то смесь бедновата, и комп для следующего цикла чуток увеличивает ширину импульса на инжектре (обагащает смесь). Это происходит в цикле до тех пор пока кислородный датчик не скажет что смесь богатая, после чего комп чуток уменьшает ширину импульса. Так это дело и крутится вокруг нужного значения. Именно от этого сигнал с кислородного датчика в нормально работающей системе скачет туда сюда. Таким макаром система адаптируется к измененям внешней среды (влажность и тп) и к отклоненям показаний датчиков и других систем двигателя от идеальных, приближаясь к очень близкому к оптимальнму качеству смеси.
2) Обороты холостого хода - в этом closed loop участвует датчик оборотов двигла и актуатор, управляющий подачей воздуха в обход дроссельной заслонки. Hапрмер, компу предписано на холостм ходу держать 800 оборотов, он открывает обходной канал на 10% (для идеального движка), а на этом обороты получаются 740, он открывает на 11%, получает 810, он прикрывает на 10.5% и получает нечто близкое к желаемому. Потом ты взял да включил обогрев заднего стекла и обогрев салона на полную, нагрузка двигателя генератором возросла, обороты упали, комп опять их вывел на 800 управляющим сигналом обходного канала заслонки, который в этом случае уже оказался 14%. Hу и так далее... именно в результате работы этого цикла управления на современных тачках отсутствуют системы регулировки оборотов ХХ вручную.
3) Детонация - тут работает датчик детонации и система управления опережением зажигания. Как только датчик детонации показывает наличие оной, комп начинает уменьшать опережение зажигания, что происходит в цикле до тех пор, пока детонация не прекратится. Позволяет адаптироваться к качеству залитого бензина, состоянию свечей и тп, при этом автоматом на лету поддерживая максимальное опережение, не приводящее к детонации. Что, понятно, обеспечивает максимум мощности.
Бывают и другие циклы управления с обратной связью, но суть, в общем, одна и та же.

Теперь про адаптивную коррекцию на примере цикла управления качеством смеси. Комп не всегда работает в режиме closed loop. Hапример, на холодном двигателе кислородный датчик еще не разогрелся и его показания бессмыслены. Или когда ты втопил педаль до пола. В этих (и некоторых других) случаях комп плюет на показания кислородника и работает в open loop -- то есть попросту используя заранее прошитые в его мозги значения величины ширины импульса, определенные для идеального движка. А теперь представь себе, что раньше, в процессе работы в closed loop, комп заметил, что ему на этом двигателе постоянно приходится корректировать ширину импульса на +5% (что может происходит например по причине загаженности бензофильтра). Так почему бы ему не подкорректировать значения используемые в open loop на +5% раз он знает что на этом двигателе это приводит к правильной смеси? Это и есть адаптивная коррекция.

Автор: Pete Kvitek.