Ο αριθμός των στοιχείων που συνδυάζονται για να σχηματίσουν ένα σύστημα για την παραγωγή της επιθυμητής εξόδου είναι γνωστός ως σύστημα ελέγχου. Η έξοδος οποιουδήποτε συστήματος μπορεί να ελεγχθεί από το σύστημα ελέγχου επειδή κάθε στοιχείο μέσα σε αυτό το σύστημα έχει επίδραση στην έξοδο. Μερικές φορές, ένα σύστημα ελέγχου χρησιμοποιεί έναν βρόχο ανατροφοδότησης για να πάρει τη σταθερότητα και τη συνέπεια και τη σταθερότητα ενός συστήματος για τη δημιουργία της προτιμώμενης εξόδου. Εδώ, ένας βρόχος ανατροφοδότησης είναι ένα στοιχείο του σήματος εξόδου. Η ιδέα της ανάδρασης είναι πολύ απαραίτητη σε οποιοδήποτε σύστημα ελέγχου για να εξασφαλιστεί η σταθερότητα της παραγωγής. Συστήματα ελέγχου ταξινομούνται σε δύο τύπους με βάση τη σύνδεση ανατροφοδότησης, δηλαδή το σύστημα ελέγχου κλειστού βρόχου και το σύστημα ελέγχου ανοιχτού βρόχου
Τι είναι το σύστημα ελέγχου κλειστού βρόχου;
Ορισμός: Ένα σύστημα ελέγχου κλειστού βρόχου μπορεί να οριστεί ως, ένα σύστημα που έχει βρόχο ανατροφοδότησης (ή) α σύστημα ελέγχου που χρησιμοποιεί ένα σήμα ανάδρασης για τη δημιουργία της εξόδου. Η σταθερότητα αυτού του συστήματος μπορεί να ελεγχθεί από ένα σύστημα ανατροφοδότησης. Έτσι, παρέχοντας ένα σύστημα ανατροφοδότησης, οποιοδήποτε σύστημα ελέγχου ανοιχτού βρόχου μπορεί να μετατραπεί σε κλειστό βρόχο.
Η επιθυμητή έξοδος μπορεί να επιτευχθεί και να διατηρηθεί αξιολογώντας την πραγματική κατάσταση και την παραγόμενη παραγωγή. Εάν η παραγόμενη έξοδος απομακρυνθεί από την πραγματική έξοδο, τότε αυτό το σύστημα ελέγχου παράγει ένα ελαττωματικό σήμα το οποίο τροφοδοτείται στο i / p του σήματος. Μόλις προστεθεί το σήμα σφάλματος στο σήμα εισόδου, τότε η επόμενη έξοδος βρόχου μπορεί να διορθωθεί, η οποία είναι γνωστή ως αυτόματο σύστημα ελέγχου.
Διάγραμμα μπλοκ
ο μπλοκ διάγραμμα του συστήματος κλειστού βρόχου φαίνεται παρακάτω. Τα βασικά στοιχεία του συστήματος ελέγχου κλειστού βρόχου περιλαμβάνουν ανιχνευτή σφαλμάτων, ελεγκτή, στοιχεία ανατροφοδότησης & εργοστάσιο ηλεκτρισμού .
Διάγραμμα μπλοκ συστήματος ελέγχου κλειστού βρόχου
Όταν το σύστημα ελέγχου περιλαμβάνει βρόχο ανατροφοδότησης, τότε τα συστήματα είναι γνωστά ως συστήματα ελέγχου ανατροφοδότησης. Έτσι, η έξοδος μπορεί να ελεγχθεί με ακρίβεια παρέχοντας ανατροφοδότηση στην είσοδο. Αυτός ο τύπος συστήματος ελέγχου μπορεί να περιλαμβάνει περισσότερα από ένα σχόλια.
Στο παραπάνω διάγραμμα, το σφάλμα ανιχνευτής παράγει σήμα σφάλματος, οπότε αυτή είναι η παραλλαγή της εισόδου καθώς και του σήματος ανατροφοδότησης. Αυτό το σήμα ανάδρασης μπορεί να ληφθεί από τα στοιχεία ανάδρασης στο σύστημα ελέγχου λαμβάνοντας υπόψη την έξοδο του συστήματος ως είσοδο. Ως εναλλακτική της εισόδου, αυτό το σήμα σφάλματος μπορεί να δοθεί ως είσοδος ενός ελεγκτή.
Κατά συνέπεια, ο ελεγκτής παράγει ένα σήμα ενεργοποίησης για τον έλεγχο της εγκατάστασης. Σε αυτήν τη διάταξη, η έξοδος του συστήματος ελέγχου μπορεί να διορθωθεί αυτόματα για να πάρει την προτιμώμενη έξοδο. Επομένως, αυτά τα συστήματα ονομάζονται επίσης αυτόματα συστήματα ελέγχου. Το καλύτερο παράδειγμα ενός συστήματος ελέγχου κλειστού βρόχου είναι ένα σύστημα ελέγχου φωτεινού σηματοδότη που περιλαμβάνει έναν αισθητήρα στην είσοδο.
Τύποι συστήματος ελέγχου κλειστού βρόχου
Τα συστήματα ελέγχου κλειστού βρόχου ταξινομούνται σε δύο τύπους ανάλογα με τη φύση του σήματος ανάδρασης, όπως το σήμα θετικής ανάδρασης και το σήμα αρνητικής ανάδρασης.
Σήμα θετικών σχολίων
Το σύστημα κλειστού βρόχου που περιλαμβάνει σήμα θετικής ανάδρασης μπορεί να συνδεθεί με την είσοδο του συστήματος είναι γνωστό ως σύστημα θετικής ανάδρασης. Αυτό το σύστημα ονομάζεται επίσης ως αναγεννητική ανατροφοδότηση. Το καλύτερο παράδειγμα αυτής της θετικής ανατροφοδότησης στα ηλεκτρονικά κυκλώματα είναι ένας λειτουργικός ενισχυτής. Επειδή αυτός ο βρόχος μπορεί να επιτευχθεί συνδέοντας ένα μέρος της τάσης εξόδου με την είσοδο του μη αναστρέψιμου τερματικού μέσω ενός βρόχου ανάδρασης χρησιμοποιώντας μια αντίσταση.
Αρνητικό σήμα ανατροφοδότησης
Το σύστημα κλειστού βρόχου που περιλαμβάνει σήμα αρνητικής ανάδρασης μπορεί να συνδεθεί με την είσοδο του συστήματος ονομάζεται ως σύστημα αρνητικής ανάδρασης. Αυτό το είδος συστήματος ονομάζεται επίσης εκφυλιστική ανατροφοδότηση. Αυτοί οι τύποι συστημάτων είναι πολύ σταθεροί και ενισχύουν επίσης την αντοχή.
Αυτά τα συστήματα χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο των ηλεκτρονικών μηχανών όπως οι τρέχουσες γεννήτριες, οι γεννήτριες τάσης και επίσης ελέγχουν την ταχύτητα του μηχανήματος. Τα συστήματα ελέγχου κλειστού βρόχου χρησιμοποιούνται για τις παρακάτω αναφερόμενες απαιτήσεις.
Λειτουργία μεταφοράς
Η συμπεριφορά του συστήματος μπορεί να υποδειχθεί μέσω της λειτουργίας μεταφοράς του. Μπορεί να οριστεί ως η μαθηματική σχέση της εισόδου και της εξόδου του συστήματος ελέγχου. Το σύστημα ελέγχου μπορεί να υπολογιστεί μέσω της αναλογίας o / p προς i / p. Επομένως, η έξοδος του συστήματος ελέγχου είναι το προϊόν της λειτουργίας εισαγωγής και μεταφοράς.
Σύστημα ελέγχου
Το παράδειγμα του συστήματος ελέγχου κλειστού βρόχου φαίνεται παρακάτω.
Για το παραπάνω σύστημα,
C (S) = E (S) * G (S)
E (S) = R (S) - H (S) * C (S)
Αντικαταστήστε αυτήν την τιμή E (S) στο C (S), τότε μπορούμε να πάρουμε
C (S) = [R (S) - H (S) * C (S)] * G (S)
C (S) = R (S) G (S) - H (S) * C (S) * G (S)
Από την παραπάνω εξίσωση
R (S) G (S) = C (S) + H (S) * C (S) * G (S)
R (S) G (S) = C (S) [1 + H (S) * G (S)]
C (S) / R (S) = G (S) / [1 + H (S) * G (S)]
Αυτή είναι η λειτουργία μεταφοράς αυτού του συστήματος με αρνητικά σχόλια. Ομοίως, για τα θετικά σχόλια, η εξίσωση της συνάρτησης μεταφοράς μπορεί να γραφτεί ως
C (S) / R (S) = G (S) / [1 - H (S) * G (S)]
Παραδείγματα συστήματος ελέγχου κλειστού βρόχου
Υπάρχουν διάφορα είδη ηλεκτρονικών συσκευών που χρησιμοποιούν ένα σύστημα ελέγχου κλειστού βρόχου. Ετσι το εφαρμογές συστημάτων ελέγχου κλειστού βρόχου συμπεριλάβετε τα ακόλουθα.
- Στον σερβο σταθεροποιητή τάσης, η σταθεροποίηση τάσης μπορεί να επιτευχθεί δίνοντας ανατροφοδότηση τάσης εξόδου στο σύστημα
- Στο ελεγκτής στάθμης νερού , η στάθμη του νερού μπορεί να αποφασιστεί από το νερό εισόδου
- Η θερμοκρασία στο AC μπορεί να ρυθμιστεί ανάλογα με τη θερμοκρασία του δωματίου.
- Η ταχύτητα του κινητήρα μπορεί να ελεγχθεί χρησιμοποιώντας ένα στροφόμετρο ή αισθητήρα ρεύματος, όπου ο αισθητήρας ανιχνεύει την ταχύτητα του κινητήρα και στέλνει ανατροφοδότηση στο σύστημα ελέγχου για να αλλάξει την ταχύτητά του.
- Μερικά περισσότερα παραδείγματα αυτών των συστημάτων περιλαμβάνουν θερμοστάτη, ηλιακό σύστημα. εκτοξευτής πυραύλων, αυτόματη μηχανή, αυτόματη φρυγανιέρα, σύστημα ελέγχου νερού με χρήση στροβίλου.
- Το αυτόματο ηλεκτρικό σίδερο μπορεί να ελεγχθεί αυτόματα από τη θερμοκρασία του θερμαντικού στοιχείου στο σίδερο.
Πλεονεκτήματα
ο πλεονεκτήματα του συστήματος ελέγχου κλειστού βρόχου συμπεριλάβετε τα ακόλουθα.
- Αυτά τα συστήματα είναι πολύ ακριβή και λιγότερο επιρρεπή σε σφάλματα.
- Τα σφάλματα μπορούν να διορθωθούν μέσω του σήματος ανάδρασης
- Υψηλό εύρος ζώνης
- Υποστηρίζει αυτοματοποίηση
- Υψηλό περιθώριο θορύβου
- Δεν μπορούν να επηρεάσουν μέσω θορύβου.
Μειονεκτήματα
ο μειονεκτήματα του συστήματος ελέγχου κλειστού βρόχου συμπεριλάβετε τα ακόλουθα.
- Ο σχεδιασμός αυτού του συστήματος είναι περίπλοκος
- Είναι πολύ περίπλοκα
- Ακριβός
- Απαιτείται τεράστια συντήρηση
- Το σύστημα ελέγχου ταλαντεύεται μερικές φορές λόγω των σημάτων ανάδρασης.
- Απαιτούνται περισσότερες προσπάθειες, καθώς και χρόνος, κατά το σχεδιασμό του συστήματος.
Επομένως, αυτό είναι όλο μια επισκόπηση ενός συστήματος ελέγχου κλειστού βρόχου συμπεριλαμβανομένου του διαγράμματος μπλοκ, των τύπων, της λειτουργίας μεταφοράς, των πλεονεκτημάτων, των μειονεκτημάτων και των εφαρμογών του. Η χαρακτηριστική εξίσωση του συστήματος ελέγχου κλειστού βρόχου δεν είναι παρά η ρύθμιση του παρονομαστή της λειτουργίας μεταφοράς στο μηδέν. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, ποιο είναι το σύστημα ελέγχου ανοιχτού βρόχου;
