开回路控制器

利用遥控机械臂处理放射性物质，遥控机械臂是开回路控制器，由人工远端操作

开回路控制器是控制器的一种，只利用系统的数学模型及目前状态产生控制信号，送到受控系统。

开回路控制器和闭回路控制器的最大不同是没有回授信号来判断系统输出是否已达到理想值，因此系统无法观测正在控制的程序。真正的开回路控制器无法进行机器学习，无法修正控制中造成的误差，也无法针对系统的扰动进行补偿。

例子

由于开回路控制器架构简单，且低成本，常被用在简单的程序中，尤其是一些不需在意回授的系统中。典型的例子是传统的洗衣机，洗衣时间长度是使用者设定。一般而言，若要达到较精准或较有适应性的控制，需要回授的方式将系统的输出再拉到控制器中，这类控制器称为闭回路控制器。

例如自动洒水系统若没有侦测空气中的湿度，只是定期启动洒水，就是一个开回路系统，即使在下大雨的时候，自动洒水系统仍会定时启动，造成能源和水的浪费。

步进马达也是开回路的系统，常用来作速度控制。步进马达依照其结构，可以旋转到一些特定的位置。送一串脉波讯号给步进马达，步进马达前进的步数会和脉波数一様多。这类的马达会配合一个原点感测器，若机械回到原点时就启动，可以用在简单的机器人控制，或是喷墨打印机的喷墨头。步进马达开回路的缺点是若负载太大或是脉波太快时，步进马达前进的步数就无法和脉波数一様多，而且因为没有回授，控制器无法侦测到此一情形，因此系统的输出可能会和命令有一点点误差，一直到复位为止。因此较复杂的机器人控制或是机床会用有旋转编码器的伺服马达代替步进马达，并且会改用闭回路的控制器。

开回路控制常用在已有良好定义的系统，其输入和对应状态的关系可以由数学模型来描述。像为了使有固定负载的马达运转在期望的速度，因此设法决定一固定电压来驱动马达，这就是开回路控制的一个例子。另一方面，若负载会变动，无法预测，则转速会是负载及电压的函数，而开回路控制器不一定可以达到良好的速度控制。

另一个例子是需以固定速度前进的输送带系统，在固定电压下，输送带的速度会依马达的负载（此处是输送带上物品的重量）而改变。为了让输送带固定速度前进，控制器需要可以依负载调整电压，因此需要一个闭回路控制器。

相关条目

• 控制理论
• 控制器
• 前馈控制
• 程序控制
• 开回路系统

参考资料

• Kuo, Benjamin C. (1991). Automatic Control Systems (6th ed.). New Jersey: Prentice Hall. ISBN 0-13-051046-7.
• Ziny Flikop (2004). "Bounded-Input Bounded-Predefined-Control Bounded-Output" (http://arXiv.org/pdf/cs/0411015 （页面存档备份，存于互联网档案馆）)
• Basso, Christophe (2012). "Designing Control Loops for Linear and Switching Power Supplies: A Tutorial Guide". Artech House, ISBN 978-1608075577