闭环反馈系统
具有反馈回路的控制系统称为“闭环控制系统”。换言之，利用其反馈信号产生输出的控制系统称为“闭环控制系统”。在这些控制系统中，输入是由来自输入的反馈信号控制的，因此它可以纠正发生的错误。闭环控制系统是双向信号流系统。
反馈是指取一部分输出连接到系统的输入端，以保持控制系统的稳定性。通过提供反馈回路，我们可以将任何开环控制系统转换为闭环系统。反馈回路根据输出要求提供输入信号的自动校正。
通过将生成的输出与实际情况进行比较，闭环系统可以保持并实现所需的输出。如果产生的输出与决定的（实际）输出有偏差，闭环控制系统会产生一个误差信号，并将误差信号馈送到信号的输入端。
因此，通过将误差信号添加到输入，下一个循环的生成输出将被校正。所以这些也被称为自动控制系统。闭环系统不易受到外部干扰。
闭环系统的框图如下所示。
由于这些系统包含反馈回路，因此闭环控制系统也称为“反馈控制系统”。通过对输入信号进行反馈，我们可以准确地控制控制系统的输出。闭环控制系统可以有多个反馈回路。
例子
我们在日常生活的许多应用中使用闭环控制系统。下面给出了一些基于开环控制系统概念设计的系统。
自动电熨斗——根据熨斗加热元件的温度自动控制。
伺服稳压器——电压的稳定是通过将输出电压反馈回系统来实现的。
水位控制器 - 水库中的水位决定输入水量。
空调——空调根据室温自动调节温度。
在使用转速计和/或电流传感器的电机速度调节器中，传感器感测速度并向系统发送反馈以调节其速度。
反馈系统的实际例子
在市场上我们看到一些自动烘干机。有人知道它们是闭环控制系统的例子吗？在自动控制系统或闭环反馈系统中，我们在系统的输入侧使用一个传感器来连续监测烘干机内衣物的温度。电动干衣机的框图如下图所示。
温度传感器将监控衣服的状态，无论它们是干的还是湿的，并将其与提交的输入参考进行比较。如果衣服状态和所需输出不匹配（不相似），则系统会生成错误信号并将其发送回输入。
放大器产生信号的放大输出到控制器，因此，它可以将加热元件调整到所需的输出水平。因此，如果衣服即将干燥，则控制器会调节并降低温度或停止加热元件的加热过程，使其不会烧毁机器中的衣服。
闭环系统能够通过反馈信号处理外部噪声干扰（导致系统效率降低）。例如，如果我们打开干燥器，会损失一些温度，系统内部温度会降低。
然后反馈传感器将计算衣服的温度，然后将误差信号发送给控制器。以便控制器在系统中设置所需的温度。这将是处理干衣机发生错误的过程。
误差信号是指实际输出与产生的输出之间的差异，该误差信号作为输入提供给控制器以调节系统输出。如果误差信号为零，则只有所需的输入等于产生的输出。
反馈系统的类型
根据反馈信号的性质，闭环控制系统分为两种类型。他们是正反馈信号和负反馈信号。
1) 正反馈信号
正反馈信号连接到其输入端的闭环系统称为“正反馈系统”。正反馈系统的框图如下所示。正反馈也称为“再生反馈”。
例子：
电子产品中正反馈回路的最佳示例是“运算放大器”。我们可以通过一个电阻通过反馈回路将输出电压的一部分连接到同相输入端来实现正反馈回路。
例子：
如果我们将一个正输入电压信号连接到运算放大器的非反相端口，它会放大输入信号，输出将变得更正。因此，输出的某些部分通过反馈回路连接回输入，以产生更高的输出电压。随着反馈回路连接到输入，输出变得越来越正。在某一时刻，运算放大器的输出将变得饱和。
同样，如果我们向运算放大器提供负输入电压信号 Vin，则输出将变为负。连接到输入的反馈回路将加强放大的信号，使其变得更负。这意味着，正反馈系统中的反馈信号将加强输出信号的性质。
正环增益系统的传递函数为 A¬V = G / (1-GH)。如果 GH = 1，则系统的增益将是无穷大，因此即使没有输入连接，系统也会自动振荡。在这种状态下，系统将像振荡器一样工作。
正反馈系统用于获得条件输入信号的快速开关响应。使用正反馈回路的另一个例子是滞后效应。滞后是指系统的剩余状态，即使它没有提供任何输入。我们在一些双稳态逻辑门中观察到这种行为。
正反馈广泛用于计时电路和振荡器。
2) 负反馈信号
负反馈信号连接到其输入端的闭环系统称为“负反馈系统”。负反馈系统框图如下所示。负反馈也称为“退化反馈”。
负反馈系统更稳定并提高了稳定性。我们将在后续教程中讨论负反馈系统及其应用。
应用
闭环控制系统用于控制电子机器，例如电压和电流发生器。除此之外，它们还可以控制机器的速度和系统的其他参数。闭环控制系统用于以下规定的要求。
提高响应速度
在设备保护中
提高准确性
闭环转矩控制
扭矩控制技术将用于电池驱动的车辆，例如自行车和汽车。当驾驶员踩下加速器时，参考扭矩T由驾驶员设定。如果驾驶员控制的扭矩为 T*，则实际扭矩 T 将跟随受控扭矩。
放置在负载上的扭矩传感器将发送有关电机速度的反馈，并有助于保持所需的速度。
限流控制
在电子设备中，系统故障和连接故障会产生大量电流。如果我们不控制电流，除非采取一些预防措施，否则电子设备将在经济和工业上损坏并导致损失。
因此，为了限制电流和控制电流，我们在电子设备或系统中实例化了一个电流限制控制器。电流传感器将持续监测提供给电机的电流。
当电机中的电流超过所需的安全水平时，传感器将激活反馈回路，并将一定量的电流反向反馈到控制器以将电流设置回限值。
当电流再次达到安全限值时，反馈回路停用。
闭环速度控制
这是驾驶员最常用的反馈回路。观察下图，它使用电流传感器和速度传感器来限制电机的速度。
在这个速度控制电机图中，我们看到 2 个反馈回路，一个用于监视和控制电流，另一个用于控制速度。内部循环是通过使用电流传感器来控制电流。它将电机的电流或转矩限制在安全范围内。外环，速度控制传感器监测电机的速度并将反馈发送到控制器，并控制其中的速度超过预定义的水平。
闭环控制系统的缺点
它们非常复杂且设计复杂。
从经济上讲，它们非常昂贵。
需要高维护。
有时反馈信号会导致系统振荡，从而产生振荡响应。
需要更多的时间和精力来设计一个稳定的闭环系统。
反馈系统总结
系统是连接在一起以执行流程的块的集合。
控制系统被定义为用于控制或调节其他系统功能的一组设备。
利用其反馈信号产生输出的控制系统称为“闭环控制系统”。例如：自动电熨斗、空调等。
闭环系统可以利用反馈回路自动纠正输出中出现的错误。
这些比开环系统更稳定，但设计复杂。
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