Ο πρώτος σύστημα ελέγχου εφευρέθηκε από τον «κυβερνήτη Flyball του James Watt» το 17ο έτος. Η κύρια πρόθεση αυτής της συσκευής είναι να διατηρήσει σταθερή την ταχύτητα του κινητήρα αλλάζοντας την παροχή ατμού στον κινητήρα. Προς το παρόν, το σύστημα ελέγχου παίζει ουσιαστικό ρόλο στη σύγχρονη τεχνολογία γιατί αυτά τα συστήματα θα επηρεάσουν τις καθημερινές μας άψυχες ή περισσότερες. Τα καλύτερα παραδείγματα συστημάτων ελέγχου είναι τα αυτοκίνητα, τα κλιματιστικά, τα ψυγεία, ο γκαζιού κ.λπ. Αυτά τα συστήματα χρησιμοποιούνται σε διαφορετικά προϊόντα βιομηχανιών για ποιοτικό έλεγχο, συστήματα μεταφορών, ρομποτική, οπλικά συστήματα, διαστημική τεχνολογία κ.λπ. και επίσης αυτά χρησιμοποιούνται στη μηχανική / μη μηχανικούς τομείς. Αυτό το άρθρο περιγράφει μια επισκόπηση του τι είναι ένα σύστημα ελέγχου και έναν από τους τύπους του, δηλαδή το σύστημα ελέγχου ανοιχτού βρόχου.
Τι είναι το Σύστημα Ελέγχου;
Ορισμός: Το σύστημα ελέγχου μπορεί να οριστεί ως, η έξοδος ενός συστήματος που μπορεί να ελεγχθεί αλλάζοντας την είσοδο του. Έτσι, η συμπεριφορά του συστήματος μπορεί να εκφραστεί με τη βοήθεια διαφορικών εξισώσεων. Έτσι, η επιθυμητή έξοδος μπορεί να επιτευχθεί σε ένα σύστημα ελέγχου μέσω της διαχείρισης, της καθοδήγησης ή της εντολής της συμπεριφοράς του συστήματος. Συστήματα ελέγχου ταξινομούνται σε δύο τύπους, δηλαδή τα συστήματα ελέγχου ανοιχτού βρόχου και τα συστήματα ελέγχου κλειστού βρόχου.
Τι είναι το σύστημα ελέγχου Open-Loop;
Το διάγραμμα μπλοκ συστήματος ελέγχου ανοιχτού βρόχου φαίνεται παρακάτω. Στο παρακάτω διάγραμμα, η είσοδος μπορεί να δοθεί στο σύστημα ελέγχου έτσι ώστε να μπορεί να επιτευχθεί η απαιτούμενη έξοδος. Ωστόσο, αυτή η ληφθείσα έξοδος δεν μπορεί να θεωρηθεί ότι χρησιμοποιεί αυτό το σύστημα για πρόσθετη είσοδο αναφοράς.
Στο ακόλουθο σύστημα, περιλαμβάνει δύο μπλοκ όπως τον ελεγκτή καθώς και την ελεγχόμενη διαδικασία. Γενικά, η είσοδος δίνεται στο σύστημα εξαρτάται κυρίως από την απαιτούμενη έξοδο. Με βάση την είσοδο, το σήμα ελέγχου μπορεί να δημιουργηθεί μέσω του ελεγκτή. Αυτό το σήμα μπορεί να δοθεί στη μονάδα επεξεργασίας. Επομένως, με βάση το σήμα ελέγχου, μπορεί να πραγματοποιηθεί κατάλληλη επεξεργασία έτσι ώστε να μπορεί να επιτευχθεί έξοδος.
Ανοιχτό σύστημα ελέγχου βρόχου
Στο σύστημα ελέγχου ανοιχτού βρόχου, δεν υπάρχει διαδρομή ανατροφοδότησης. Έτσι, αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η είσοδος στο σύστημα ελέγχου ανοιχτού βρόχου είναι ανεξάρτητη από την έξοδο. Είναι αξιοσημείωτο εδώ ότι αυτό συνήθως δημιουργεί ένα σφάλμα στο σύστημα, επειδή δεν υπάρχει πιθανότητα αλλαγής της εισόδου μόλις η έξοδος δείξει τη διαφορά από την εκτιμώμενη τιμή.
Παραδείγματα συστήματος ελέγχου ανοιχτού βρόχου συμπεριλάβετε τα ακόλουθα.
- Αυτόματο πλυντήριο ρούχων
- Μηχανή καφέ / τσαγιού
- Ένταση στο στερεοφωνικό σύστημα
- Ηλεκτρικό στεγνωτήριο χεριών
- Τοστιέρα ψωμιού
- Εκτυπωτές Inkjet
- Σερβο κινητήρας / Σερβο κινητήρας
- Ηλεκτρικός λαμπτήρας
- Στεγνωτήριο ρούχων βάσει χρονοδιακόπτη
- Διακόπτης φωτός
- τηλεόραση τηλεχειριστήριο
- Βρύση νερού
- Σύστημα κλειδαριάς πόρτας
Χαρακτηριστικά συστήματος ελέγχου
Τα χαρακτηριστικά αυτού του συστήματος περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
- Τα χαρακτηριστικά του συστήματος ελέγχου περιλαμβάνουν κυρίως τη μαθηματική σχέση οποιουδήποτε συστήματος ελέγχου που πρέπει να είναι ξεκάθαρη τόσο μεταξύ της εισόδου όσο και της εξόδου του συστήματος.
- Για ένα σύστημα γραμμικού ελέγχου, η σχέση μεταξύ εισόδου και εξόδου μπορεί να καθοριστεί μέσω γραμμικής αναλογικότητας.
- Για ένα μη γραμμικό σύστημα ελέγχου, η σχέση μεταξύ εισόδου και εξόδου μπορεί να σηματοδοτηθεί μέσω γραμμικής αναλογικότητας.
Για ένα καλό σύστημα ελέγχου, είναι απαραίτητοι οι ακόλουθοι παράγοντες.
- Ακρίβεια
- Ταλάντωση
- Ευαισθησία
- Ταχύτητα
- Θόρυβος
- εύρος ζώνης
- Σταθερότητα
Χαρακτηριστικά
Τα χαρακτηριστικά του συστήματος ελέγχου ανοιχτού βρόχου είναι,
- Δεν υπάρχει αντίθεση μεταξύ πραγματικών και προτιμώμενων τιμών.
- Δεν έχει καμία πράξη ελέγχου στην τιμή της παραγωγής.
- Κάθε ρύθμιση εισόδου αποφασίζει μια καθορισμένη θέση λειτουργίας για τον ελεγκτή.
- Οι αλλαγές στις εξωτερικές συνθήκες θα επηρεάσουν την άμεση αλλαγή της εξόδου.
Παράδειγμα συστήματος ελέγχου Open-Loop
Μπορούμε να παρατηρήσουμε μια κίνηση ελεγκτής φωτός σε διαφορετικές οδικές διασταυρώσεις. Τα σήματα που παράγονται μέσω του συστήματος ελέγχου εξαρτώνται από το χρόνο. Κατά το χρόνο σχεδιασμού του ελεγκτή, μπορεί να δοθεί εσωτερικός χρονισμός στον ελεγκτή.
Έτσι, όταν ο ελεγκτής ενός σήματος κυκλοφορίας στερεωθεί στη διασταύρωση μετά από αυτό κάθε σήμα μπορεί να εμφανιστεί μέσω του ελεγκτή.
Εδώ το σύστημα ελέγχου δεν έχει τίποτα να εκτελέσει χρησιμοποιώντας την παραγόμενη έξοδο, επειδή δεν μπορεί να αλλάξει την είσοδό του με βάση την κίνηση εκεί από οποιαδήποτε πλευρά. Μετά από κάποιο σταθερό χρονικό κενό, με βάση την αρχικά δημιουργημένη είσοδο, το σύστημα ελέγχου παράγει την έξοδο.
Εδώ στο σύστημα ελέγχου, η ακολουθία χρονισμού μπορεί να παρέχεται από τα ρελέ που χρησιμοποιούνται.
Αυτό σημαίνει σαφώς ότι η είσοδος θα παραμείνει ανεξάρτητη για την παραγόμενη έξοδο.
Εξετάστε το σύστημα ελέγχου που φαίνεται παρακάτω.
Λειτουργία μεταφοράς
Η συνάρτηση μεταφοράς ενός συστήματος ελέγχου μπορεί να προκύψει χρησιμοποιώντας την ακόλουθη εξίσωση.
G (S) = Έξοδος / Είσοδος
Όταν η παραπάνω συνάρτηση μεταφοράς θεωρείται ξεχωριστά για κάθε μπλοκ τότε δίνεται όπως το ακόλουθο.
Για το πρώτο μπλοκ G1 (S), η λειτουργία μεταφοράς είναι G1 (S) = Y1 / Yi
Για G2 (S) = Y2 / Y1
Για G3 (S) = Y0 / Y2
Έτσι, η συνολική συνάρτηση μεταφοράς μπορεί να υπολογιστεί ως
G1 x G2 x G3 = Y1 / Yi * Y2 / Y1 * Y0 / Y2
Έτσι, το κέρδος του ανοιχτού βρόχου μπορεί να υπολογιστεί ως G = Yo / Yi
Έτσι, η χρήση του συστήματος ελέγχου ανοιχτού βρόχου καθορίζει ότι ο διαχειριστής του συστήματος είναι έτοιμος να εξετάσει τη μικρότερη διαφορά στην έξοδο από την εκτιμώμενη τιμή.
Πλεονεκτήματα
ο πλεονεκτήματα του συστήματος ελέγχου ανοιχτού βρόχου συμπεριλάβετε τα ακόλουθα.
- Πολύ απλός και εύκολος στο σχεδιασμό αυτών των τύπων συστημάτων ελέγχου.
- Χαμηλό κόστος σε σύγκριση με άλλα συστήματα
- Λιγότερη συντήρηση
- Η έξοδος είναι σταθερή
- Πολύ κατάλληλο για χρήση
- Βολική λειτουργία
Μειονεκτήματα
Τα μειονεκτήματα του συστήματος ελέγχου ανοιχτού βρόχου περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
- Το εύρος ζώνης είναι μικρότερο.
- Ανακριβής
- Το σύστημα μη ανατροφοδότησης δεν είναι αξιόπιστο όταν η παραγωγή τους επηρεάζεται από κάποιες εξωτερικές διαταραχές,
- Οι διαφορές εξόδου δεν μπορούν να διορθωθούν αυτόματα.
- Χρειάζεται έγκαιρη επαναβαθμονόμηση.
- Αυτά τα συστήματα ελέγχου είναι πιο οριζόντια σε σφάλματα.
- Οι αλλαγές εντός της προτιμώμενης εξόδου μπορεί να είναι αποτέλεσμα διαταραχών.
- Η αλλαγή στην έξοδο μπορεί να γίνει αυτόματα
Εφαρμογές
Οι εφαρμογές του συστήματος ελέγχου ανοιχτού βρόχου περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
- Χρησιμοποιείται στο σύστημα ελέγχου του φωτεινού σηματοδότη
- Ράβδος βύθισης
- Τηλεχειριστήριο τηλεόρασης,
- Αυτόματα πλυντήρια,
- Θερμοσίφωνες στα δωμάτια
- Άνοιγμα πόρτας & κλείσιμο συστημάτων αυτόματα.
Επομένως, αυτό είναι όλο μια επισκόπηση του συστήματος ελέγχου ανοιχτού βρόχου . Σε αυτό το είδος συστήματος ελέγχου, δεν υπάρχει επίδραση στον έλεγχο του σήματος εισόδου. Αυτά είναι συνήθως γνωστά ως συστήματα μη ανατροφοδότησης επειδή δεν περιλαμβάνει σχόλια για να αποφασίσει εάν έχει επιτευχθεί το απαραίτητο αποτέλεσμα. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, τι είναι ένα σύστημα ελέγχου κλειστού βρόχου;
