SISO for DC Motor

Ở bài viết trước chúng ta đã tìm hiểu về công cụ Fuzzy Logic Designer trong MATLAB. Để hiểu rõ hơn về cách sử dụng nó, ở bài viết này chúng ta sẽ tìm hiểu quá trình thiết kế bộ điều khiển mờ cho mô hình động cơ DC trên MATLAB – Simulink với yêu cầu như sau:

” Hãy thiết kế và mô phỏng bộ điều khiển mờ SISO cho đối tượng động mô hình cơ DC để ổn định tốc độ động cơ tại 2 rad/s. Trong đó, các tham số của động cơ DC như sau: Mô-men quán tính J = 0.01 (kg.m2/s2); hệ số ma sát b = 0.1 (Nms); điện cảm cuộn dây L = 1 (H); điện trở cuộn dây R = 0.5(W); hằng số sức điện động K = 0.01 (Nm/Amp).”

Mô hình động cơ DC. Chi tiết tại: https://ctms.engin.umich.edu/CTMS/index.php?example=MotorSpeed&section=SystemModeling

Mô tả hàm truyền của động cơ DC

Đối tượng điều khiển là động cơ DC được mô tả bằng cách sử dụng khối hàm truyền trong thư viện Simulink. Đa thức tử số và mẫu số của khối “Transfer Function” lần lượt là numerator và denominator, được nhập thông qua Script file như sau:

Script mô tả thông số mô hình của động cơ DC

Kết quả khi chạy file trên.

Thiết kế bộ điều khiển mờ

Ta sẽ dựa vào thứ tự các bước ở Chapter I Fuzzy Control System Designer để tiến hành thiết kế bộ điều khiển mờ. Ta có giá trị tốc độ động cơ mong muốn hay giá trị đặt là y_ref = 2 rad/s với sơ đồ như sau:

Mô hình Cybernetics_SISO_Dcmotor_Modeling trên Simulink

Bước 1 Khảo sát đối tượng

Tiến hành xác định giới hạn của các biến ngôn ngữ vào ra của bộ điều khiển mờ. Bộ điều khiển mờ có các biến ngôn ngữ ngõ vào và ngõ ra lần lượt là e và u được mô tả như hình sau:

Hình ảnh giao diện bộ điều khiển SISO.

Tiếp theo ta cần xác định khoảng giới hạn giá trị của biến ngõ vào e nằm trong khoảng [e_min , e_max] và ngõ ra u nằm trong khoảng [u_min , u_max]. Nhiệm vụ chính của bước này là xác định các khoảng giá trị này.

Xác định giới hạn giá trị ngõ vào e

Từ sơ đồ điều khiển ta sẽ thấy e = y_ref – y và ta đã chọn tốc độ động cơ DC quanh giá trị y_ref = 2 rad/s. Nên mô hình động cơ ta thấy tốc độ động cơ y sẽ biến thiên từ y_min = 0 đến y_max = 2 (rad/s) và do ta đã chọn giá trị y_ref = 2 (rad/s) là giá trị đặt mong muốn. nên y_ref  cũng biến thiên từ y_refmin = 0 đến y_refmax = 2 (rad/s). Ta có:

e_min = y_refmin – y_{max =}  0 – 2 = -2 (rad/s) là sai số nhỏ nhất giữa giá trị mong muốn y_ref và giá trị ngõ ra y của động cơ.

Ngược lại ta có:

e_max = y_refmax – y_{min =}  2 – 0  = 2 (rad/s) là sai số lớn nhất giữa giá trị mong muốn y_ref và giá trị ngõ ra y của động cơ.

Do khi tốc độ động cơ y_min = 0 tức động cơ ngừng quay là lúc sai số giữa giá trị mong muốn y_ref và giá trị ngõ ra y là lớn nhất 2 rad/s. Từ đó ta giới hạn giá trị ngõ vào e thuộc khoảng [-2, 2].

Xác định giới hạn giá trị ngõ ra u

Việc xác định giới hạn ngõ ra u đòi hỏi ta phải khảo sát ngõ vào của đối tượng nhằm tìm được giá trị U của ngõ vào để tốc độ động cơ đạt được 2 (rad/s). Để thực hiện được điều này, ta tiến hành khảo sát đáp ứng vòng hở của động cơ thông qua mô hình Simulink như sau:

Mô hình Simulink khảo sát đáp ứng vòng hở của động cơ DC.

Ta thu được đáp ứng ngõ ra như sau:

Đáp ứng vòng hở của động cơ DC với ngõ vào 20 V.

Từ kết quả trên ta thấy, để ngõ ra của động cơ y đạt tốc độ 2 (rad/s) như ta đã chọn thì giá trị ngõ vào của động cơ u_max = U = 20 (V). Như vậy, nếu muốn điều khiển động cơ quay một chiều thì điện áp ngõ vào u sẽ biến thiên từ 0 V (động cơ dừng) đến u_max = 20 V (động cơ chạy đúng theo giá trị đặt).

Theo kinh nghiệm thiết kế, khi chọn phương pháp giải mờ điểm trọng tâm ở bước tiếp theo thì ta cần chọn giá trị u_max lớn hơn giá trị tìm được lớn hơn giá trị U tìm được trước đó. Ở đây ta chọn u_max = 2U, tức u thuộc khoảng [0, 40].

Sau khi kết thúc bước đầu tiên của quá trình thiết kế, ta đã xác định được giới hạn ngõ vào e nằm trong khoảng [-2, 2]. Giới hạn ngõ ra u nằm trong khoảng [0, 40]. Tuy nhiên, trong thực tế ta có thể tiến hành thay đổi các khoảng giá trị này như tăng hoặc giảm để có được chất lượng điều tốt nhất.

Bước 2 Mờ hoá các biển ngôn ngữ vào/ra

Trong bước này chúng ta cần xác định số lượng tập mờ và hình dạng các hàm liên thuộc cho mỗi biến ngôn ngữ ngõ vào e và ngõ ra u.

Ở bước này chúng ta sẽ tiến hành biểu diễn các biến ngôn ngữ cho ngõ vào e và ngõ ra u bằng các giá trị ngôn ngữ. Mỗi giá trị ngôn ngữ sẽ được biểu diễn bằng 1 hàm liên thuộc. Mỗi biến ngôn sẽ thường được biểu diễn bởi từ 3 đến 9 hàm liên thuộc. Với bài toán này, ta sẽ tiến hành mờ hóa ngõ vào e và u bằng 5 hàm liên thuộc dạng tam giác chia đều cho các khoảng giá trị đã xác định ở Bước 1. Mờ hóa ngõ vào e bằng các giá trị ngôn ngữ sau {RN – rất nhỏ, N – nhỏ, K – không, L – lớn, RL – rất lớn} và ngõ ra u {RC – rất chậm, C – chậm, TB – trung bình, N – nhanh, RN – rất nhanh} hay còn được viết như sau:

Mờ hóa ngõ vào e và ngõ ra u

Ở giai đoạn bắt đầu, ta nên chọn hàm liên thuộc dạng tam giác và chia đều các tập mờ trong miền giá trị đã được giới hạn ở Bước 1. Sau khi có nhiều kinh nghiệm hơn, chúng ta hoàn toàn có thể thay đổi kiểu hàm liên thuộc và dịch chuyển các tập mờ trong miền giá trị của biến ngôn ngữ, để thu được đáp ứng tốt nhất. Việc lựa chọn số lượng và hình dạng các hàm liên thuộc đều tùy thuộc vào kinh nghiệm của người thiết kế. Ngoài ra, chúng ta có thể thay đổi và thực hện lại bước này nhiều lần khi kết quả điều khiển chưa đạt yêu cầu. Tiến hành mờ hóa trên MATLAB và ta thu được kết quả sau:

Mờ hóa ngõ vào bằng 5 hàm liên thuộc hình tam giác. Range là khoảng giá trị xác định ở Bước 1.

Mờ hóa ngõ ra bằng 5 hàm liên thuộc hình tam giác. Range là khoảng giá trị xác định ở Bước 1.

Bước 3 Lập luật điều khiển

Đây là bước quan trọng và khó nhất trong quá trình thiết kế bộ diễn khiến mờ. Việc xây dựng luật điều khiển phụ thuộc vào kiến thức và kinh nghiệm vận hành hệ thống của các chuyên gia và người thiết kế. Đôi khi, luật điều khiển mà phải được hiệu chỉnh nhiều lần để thu được đáp ứng tốt nhất.

Từ sơ đồ điều khiển vòng kín ta thấy ngõ vào bộ điều khiển e = y_ref – y biến thiên theo thời gian. Ta xét 2 trường hợp sau:

Trường hợp 1: Ta xét e > 0, tức là thời điểm mà đáp ứng y còn thấp hơn giá trị tham khảo y_ref, lúc đó đòi hỏi bộ điều khiển phải cung cấp tín hiệu điều khiển u đủ lớn để lại đáp ứng nhanh đạt được trị y_ref.

Trường hợp 2: Ngược lại, khi e < 0 là thời điểm đáp ứng y của động cơ đã lớn hơn giá trị trị tham khảo y_ref. Khi đó hiện tượng vot lố đã xuất hiện, do vậy ta cần giảm giá trị u để tốc độ động cơ nhanh được ổn định ở giá trị tham khảo.

Ngoài ra, khi e = 0 tức hệ thống đã được ổn định đây là mục tiêu điều khiển nên ta không cần quan tâm đến trường hợp này.

Từ 2 trường hợp trên ta rút ra được nhận xét như sau:

+ Khi e < 0 | y > y_ref , y đã vọt lố do vậy cần giảm u để y quay về giá trị y_ref nên u cần giảm.

+ Khi e > 0 | y < y_ref , y thấp hơn y_ref do vậy cần tăng u để y nhanh đạt đến giá trị y_ref nên u cần tăng.

Từ 2 nhận xét trên ta sẽ lập luật điều khiển thông qua bảng sau:

Thứ tự	Luật mờ
R1	If e is RN then u is RC
R2	If e is N then u is C
R3	If e is K then u is TB
R4	If e is L then u is N
R5	If e is RL then u is RN

Các luật sẽ được hiểu như sau, ta lấy R1 làm ví dụ. If e is RN then u is RC tức nếu sai số e là Rất nhỏ (RN) thì ngõ ra u sẽ là Rất chậm (RC). Vì khi e là RN tức e < 0 ta xét trường hợp 2, ta cần phải giảm u ở ngõ ra nên u sẽ là RC để hệ thống nhanh được ổn định. Tương tự với các luật còn lại.

Quá trình này được tiến hành trên MATLAB như sau ta sẽ chọn giá trị e, chọn giá trị u và nhấn “Add rule” để thêm luật.

Cửa sổ thiết lập luật mờ.

Như vậy ở bước này ta đã thiết kế bộ điều khiển mờ xong. Tiếp theo ta cần xuất bộ điều khiển sang Workspace hoặc file của MATLAB để tiến hành mô phỏng kiểm chứng và sử dụng. Ta chọn File > Export > To Workspace và nhập tên của bộ điều khiển ví dụ như “Cybernetics_SISO_Theory” như trên để tiến hành mô phỏng.

Ngoài ra ta có thể chọn To File và nhập tên để lưu bộ điều khiển trong máy tính. Khi muốn mở một bộ điều khiển mờ dưới dạng file với phần mở rộng là .fis ta cần nhớ câu lệnh sau:

<Tên bộ điều khiển> = readfis(“<tên file của bộ điều khiển>”) như như hình sau:

Script mô tả thông số mô hình của động cơ DC

Xem luật mờ thông qua câu lệnh showrule().

Các giá trị trên Workspace.

Lưu ý khi có bất cứ điều chỉnh nào trong bộ điều khiển mờ ta cần thực hiện lại bước này để cập nhật tất cả thay đổi để chuyển sang các bước kế tiếp.

Bước 4 Chọn cơ chế suy diễn mờ và phương pháp giải mờ

Do ở giai đoạn mới bắt đầu, để dễ dàng sử dụng ta sẽ giữ cơ chế suy diễn mờ mặc định của MATLAB là cơ chế suy diễn mờ MAX-MIN. Tương tự ta cũng giữ mặc định giải mờ bằng phương pháp điểm trọng tâm. Dĩ nhiên, sau khi đã thành thạo và chủ động được việc thiết kế ta có thể sử dụng các cơ chế suy diễn và các phương pháp giải mờ khác để kiểm chứng.

Cửa sổ Rule Viewer hiển thị quan hệ giá trị vào ra.

Mặt đặc tính biểu thị quan hệ vào ra của bộ điều khiển.

Bước 5 Tối ưu hệ thống

Ở bước này ta sẽ tiến hành mô phỏng bộ điều khiển vừa thiết kế trong Simulink. Trở lại với sơ đồ “Cybernetics_SISO_Dcmotor_Modeling”. Trước hết ta sẽ chạy Script file Parameter.m ở Bước 3 để cập nhật các thông số cho mô hình động cơ DC được mô tả thông qua khối “Transfer Function” với tử số (numerator) và mẫu số (denominator) được cung cấp như sau.

Mô hình Cybernetics_SISO_Dcmotor_Modeling trên Simulink

Thiết lập thông số cho khối Transfer Fcn

Sau đó sử dụng bộ điều khiển vừa thiết kế bằng cách nhập tên của bộ điều khiển vào khối Fuzzy Logic Controller để sử dụng.

Nhập tên bộ điều khiển mờ được sử dụng vào khối Fuzzy Logic Controller

Cuối cùng tiến hành chạy mô phỏng hệ thống trên Simulink, ta thu được đồ thị biểu diễn đáp ứng vào ra của hệ thống như sau:

Đáp ứng ngõ ra y và giá trị đặt y_ref.

Như vậy ta đã hoàn thành việc xây dựng bộ điều khiển mờ cho mô hình động cơ DC trên MATLAB Simulink. Phần trình bày trên chỉ thỏa mãn việc điều khiển tốc độ động cơ ở một chiều. Ta có thể điều khiển cả 2 chiều của động cơ bằng cách thay đổi khoảng giá trị giới hạn ngõ ra u thành [-40, 40] và điều chỉnh luật mờ. Các bạn có thể xem như đây là một thử thách để các bạn tự tay thiết kế lại bộ điều khiển trên để có thể điều khiển 2 chiều của mô hình động cơ.

Theo Chapter I thì Bước 5 ngoài mô phỏng kiểm chứng, ta còn bước cải thiện hệ thống. Đầy là một bước tương đối khó khăn ở giai đoạn này nên việc cải thiện bộ điều khiển mờ nói chung sẽ được đề cập trong các Chapter tiếp theo.

Nếu có thắc mắc hay cần trao đổi thêm mình sẽ hỗ trợ các bạn. Cứ để lại bình luận bên dưới !!!

Thuật ngữ cơ bản

Trước khi đề cập đến hệ thống điều khiển và các chương sau, chúng ta phải nắm được một số thuật ngữ cơ bản cần được định nghĩa trước như sau:

Biến điều khiển hay biến quy trình (Process Variable – PV) – Tín hiệu điều khiển: Biến điều khiển là lượng hoặc điều kiện được đo và được điều khiển. Tín hiệu điều khiển là lượng hoặc điều kiện bị tác động bởi bộ điều khiển và làm ảnh hưởng đến biến điều khiển. Thông thường biến điều khiển là ngõ ra của hệ thống. Điều khiển nghĩa là do giá trị biến điều khiển của đối tượng và xuất ra tín hiệu điều khiển đội với hệ thống nhằm sửa sai hoặc hạn chế sai lệch giữa giá trị do được và giá trị mong muốn.

Đối tượng: Đối tượng có thể là một phần của thiết bị, cũng có thể là gồm một phần của hệ thống có chức năng thực hiện một hoạt động cụ thể. Các hệ thống hay chủ thể vật lý như thiết bị cơ khí, lò nhiệt, lò phản ứng hóa học hoặc tàu vũ trụ được xem như là đối tượng.

Quá trình là một hoạt động diễn tiến liên tục trong tự nhiên được đánh dấu bằng một chuỗi thay đổi và hướng tới một kết quả cụ thể hay kết thúc quá trình. Các quá trình như quá trình phản ứng hóa học, quá trình sinh học hay quá trình sản xuất.

Hệ thống là sự kết nối của các bộ phận tương tác lẫn nhau và thực hiện một mục tiêu xác định như hệ thống điều khiển nhiệt độ, độ ẩm trong phòng. Hệ thống không đồng nhất với hệ thống vật lý và đó là một khái niệm trừu tượng.

Nhiễu là một tín hiệu làm ảnh hưởng đến giá trị ngõ ra của hệ thống. Nếu nhiễu được phát ra từ hệ thống được gọi là nhiều nội. Ngược lại, nếu nhiều từ bên ngoài và thâm nhập vào hệ thống thì được gọi là nhiều ngoài, nó được xem như một ngõ vào.

Điều khiển hồi tiếp (Feedback Control) là một hoạt động có sự hiện diện của nhiều với mục tiêu làm giảm sự sai biệt giữa giá trị thực tế PV và giá trị mong muốn SP của hệ thống. Nếu biết trước được nhiễu can thiệp vào hệ thống thì trong hệ thống sẽ có một hoặc nhiều thành phần để bù.

Điều khiển (Control) là quá trình thu thập thông tin, xử lý thông tin và tác động lên hệ thống để đáp ứng của hệ thống gần với mục đích định trước hay làm cho sai biệt giữa giá trị thực và giá trị mong muốn là nhỏ nhất. Điều khiển tự động là quá trình điều khiển không có sự can thiệp của con người.

Sơ đồ khối của một Hệ thống điều khiển cơ bản.

Một hệ thống điều khiển thông thường có dạng như hình trên. Trong đó r (Feference hay Set Point SP) là tín hiệu tham chiếu hay tín hiệu tham khảo hay tín hiệu đặt hay tín hiệu chuẩn hay tín hiệu mong muốn (tuy nhiên trong các Chapter sau này được sử dụng là Set Point – SP), u là tín hiệu điều khiển, nhiễu là tín hiệu nhiễu,  C là tín hiệu ngõ ra (trong các Chapter sau sẽ được gọi là Process Variable – PV), tín hiệu hồi tiếp thông qua Bộ chuyển năng thường là các cảm biến và e tức error (SP-PV) là sai số giữa tín hiệu ngõ ra thực tế và tin hiệu mong muốn.

Đây là những thứ cơ bản nhất và rất quan trong trọng trong quá trình học tập và nghiên cứu về các hệ thống điều khiển. Do vậy trước khi tìm hiểu các Chapter kế tiếp chúng phải làm quen với những định nghĩa này.

Control Loop

Open-loop System

Hệ điều khiển vòng hở (Open-loop System) trong đó hành động điều khiển từ bộ điều khiển độc lập với giá trị ngõ ra hay Process Variable – PV. Điều khiển vòng hở là điều khiển không quan sát ngõ ra. Nói cách khác, điều khiển vòng hở không đo ngõ ra cũng không hồi tiếp từ tín hiệu từ ngõ ra để so sánh với tín hiệu ngõ vào. Sơ đồ điều khiển vòng hở được mô tả như hình sau:

Hệ điều khiển vòng hở hay Open-loop System.

Dựa trên Set Point – SP là r(t), bộ điều khiển xuất tín hiệu điều khiển u(t) để điều khiển đối tượng với ngõ ra thực tế y(t) hay Process Variable – PV mà không cần quan tâm đến đối tượng có thực hiện yêu cầu từ tín hiệu điều khiển hay không. Đối với hệ điều khiển vòng hở thường được dùng để điều khiển các đối tượng với đáp ứng không cần độ chính xác cao.

Trong đời sống thực tế có rất nhiều loại hệ thống điều khiển vòng hở như điều khiển máy giặt, điều khiển máy nước nóng, điều khiển lò nướng…Các hoạt động của máy giặt bao gồm: ngâm, giặt và xả. Các hoạt động này dựa trên thời gian chờ định trước ví dụ như giặc trong 15 phút, ngâm trong 5 phút. Máy giặt không đo tín hiệu ngõ ra như độ sạch hay độ ẩm của quần áo chẳng hạn. Do hệ điều khiển vòng hở không so sánh với tín hiệu ngõ vào mong muốn nên tín hiệu ngõ vào sẽ tương ứng với một điều kiện hoạt động cố định. Chính vì thế độ chính xác của hệ thống sẽ phụ thuộc vào việc điều khiển ban đầu, hệ thống sẽ “chạy”, “dừng” hoặc “chạy/dừng trong một khoảng thời gian” được cài đặt trước. Nếu có nhiễu can thiệp thì hệ điều khiển vòng hở sẽ không hoạt động theo đúng mong muốn. Nói chung các hoạt động dựa trên thời gian chờ đều là hệ điều khiển vòng hở.

Closed-loop Control System

Hệ điều khiển vòng kín (Closed-loop Control System) là một hệ thống duy trì mối quan hệ giữa giá trị mong muốn Set Point – SP và ngõ ra thực tế Process Variable – PV bằng cách so sánh chúng và sử dụng sự sai số hay SP-PV (Xem Chapter A Introduction) này như một “điểm nhận biết” để điều khiển thì được gọi là hệ điều khiển vòng kín. Nói cách khác, điều khiển vòng kín là điều khiển có quan sát ngõ ra.

Hệ điều khiển vòng kín Closed-loop Control Sytem.

Hình trên trình bày sơ đồ khối của hệ điều khiển vòng kín. Dựa trên sự sai biệt giữa tín hiệu mong muốn SP và tín hiệu ngõ ra thực tế PV, bộ điều khiển sẽ xuất tín hiệu điều khiển tức Sytem Input để điều khiển đối tượng hoặc hệ thống sao cho PV gần giống với SP hay sai lệch error (SP-PV) là nhỏ nhất.

Hệ điều khiển vòng kín được dùng để điều khiển các đối tượng với đáp ứng cần độ chính xác cao. Hệ thống điều khiển nhiệt độ là một ví dụ minh chứng cho hệ điều khiển vòng kín. Một bộ điều nhiệt độ sẽ so sánh nhiệt độ thực tế (PV) với nhiệt độ đặt trên bộ điều nhiệt (SP). Bộ điều khiển sẽ tạo ra một đầu ra bộ điều khiển để duy trì nhiệt độ ở mức mong muốn bằng cách bật tắt hệ thống làm mát.  Do tín hiệu ngõ ra được quan sát liên tục và hồi tiếp – Feedback để so sánh với tín hiệu mong muốn SP nên nhiễu can thiệp vào hệ thống có thể bị loại bỏ nhờ bộ điều khiển. Chính điều này làm cho hệ điều khiến vòng kín có độ tin cậy cao. Vì lý do này, bộ điều khiển vòng kín “Closed-loop Control System” còn được gọi là bộ điều khiển phản hồi “Feedback Control”.

Thuận lợi – Bất lợi

Thuận lợi của hệ điều khiển vòng kín so với hệ vòng hở là có hồi tiếp nên đáp ứng của hệ thống ít bị ảnh hưởng với nhiễu cũng như sự thay đổi các tham số bên trong của hệ thống. Nếu xét về tính ổn định của hệ thống thì hệ điều khiển vòng hở dễ thiết kế hơn bởi vì hệ này không xem tính ổn định của hệ thống là vấn đề then chốt trong khi hệ điều khiến vòng kín thì đòi hỏi phải có. Hệ điều khiển vòng kín huớng tới sửa lỗi và có thể làm cho biên độ của tín hiệu điều khiển thay đổi.

Chú ý rằng nếu hệ thống có các ngõ vào được biết hoặc đặt trước và không có nhiễu can thiệp vào hệ thống thì nên sử dụng hệ điều khiển vòng hở. Hệ điều khiển vòng kín với thuận lợi là có thể áp dụng cho hệ thống có ngõ vào bị ảnh hưởng bởi nhiễu hoặc các tham số của hệ thống bị thay đổi. Do có nhiều thành phần được sử dụng trong hệ điều khiển vòng kín nên chi phí để thiết kế cho hệ này sẽ cao hơn so với hệ vòng hở tương ứng. Thông thường người ta kết hợp giữa điều khiển vòng hở và điều khiển vòng kín để giảm chi phí nhưng vẫn thỏa mãn được chỉ tiêu chất lượng của hệ thống.

Những thuận lợi chỉnh của hệ điều khiển vòng hở như cấu trúc đơn giản và dễ bảo trì; thiết kế rẻ tiền hơn so với hệ điều khiển vòng kín tương ứng. Không quan tâm đến tính ổn định của hệ thống, đối với các hệ thống khó hoặc không thể đo ngõ ra chính xác. Nhưng bên cạnh đó, nhiễu và những thay đổi bất ngờ dẫn đến sai khác với tính toán có thể xảy ra lỗi làm cho giá trị thực tế PV có thể không giống với giá trị mong muốn SP.

Những thuận lợi chính của hệ điều khiển vòng kín như nhiễu và các tham số của hệ thống có thể thay đổi nhưng PV của hệ thống vẫn đảm bảo giống với SP. Do có hồi tiếp nên bộ điều khiển sửa sai liên tục nên không cần cân chỉnh nhiều và hệ thống có độ tin cậy cao. Tuy nhiên, cấu trúc phức tạp và khó dễ bảo trì; thiết kế phức tạp và tốn kém hơn so với hệ điều khiển vòng hở tương ứng. Tinh chỉnh để hệ thống đạt được sự ổn định là một trong những tiêu chí chất lượng cần được quan tâm nhất. Ngoài ra, cần phải do chính xác ngõ ra nếu cảm biến phản hồi sai tín hiệu thự tế PV thì bộ điều khiển sẽ đưa ra quyết định sai và hệ thống sẽ không ổn định.

Sơ đồ điều khiển trong công nghiệp sử dụng Closed-loop Control System.