Co to jest system sterowania w otwartej pętli i jego działanie

Pierwszy System sterowania został wynaleziony przez „gubernatora Flyball Jamesa Watta” w 17 roku. Głównym celem tego urządzenia jest utrzymanie stałej prędkości silnika poprzez zmianę dopływu pary do silnika. Obecnie system sterowania odgrywa istotną rolę we współczesnym technologia ponieważ te systemy wpłyną na naszą codzienną utratę życia lub więcej. Najlepszymi przykładami systemów sterowania są samochody, klimatyzatory, lodówki, prądy itp. Systemy te są wykorzystywane w różnych produktach przemysłu do kontroli jakości, systemów transportowych, robotyki, systemów uzbrojenia, technologii kosmicznej itp., A także w inżynierii. / dziedziny niezwiązane z inżynierią. W tym artykule omówiono przegląd tego, czym jest system sterowania i jeden z jego typów, mianowicie układ sterowania w pętli otwartej.

Co to jest system sterowania?

Definicja: System sterowania można zdefiniować jako wyjście systemu, którym można sterować poprzez zmianę jego wejścia. Zatem zachowanie systemu można wyrazić za pomocą równań różniczkowych. Tak więc pożądane wyniki można osiągnąć w systemie sterowania poprzez zarządzanie, kierowanie lub sterowanie zachowaniem systemu. Systemy kontrolne są podzielone na dwa typy, a mianowicie systemy sterowania w pętli otwartej i systemy sterowania w pętli zamkniętej.

Co to jest system sterowania w otwartej pętli?

Schemat blokowy systemu sterowania w pętli otwartej przedstawiono poniżej. Na poniższym schemacie dane wejściowe można podać systemowi sterowania, aby uzyskać wymaganą moc. Jednak uzyskanych wyników nie można traktować jako wykorzystania tego systemu jako dodatkowego wejścia odniesienia.

W poniższym systemie zawiera dwa bloki, takie jak kontroler, a także kontrolowany proces. Ogólnie rzecz biorąc, dane wejściowe podawane do systemu zależą głównie od wymaganej wydajności. Na podstawie wejścia sygnał sterujący może być generowany przez sterownik. Ten sygnał może być przekazany do jednostki przetwarzającej. Dlatego też, w oparciu o sygnał sterujący, można przeprowadzić odpowiednie przetwarzanie, aby uzyskać wyjście.

System sterowania w otwartej pętli

W układzie sterowania z otwartą pętlą nie ma ścieżki sprzężenia zwrotnego. Jest to więc powód, dla którego wejście w układzie sterowania z otwartą pętlą jest niezależne od wyjścia. Warto tutaj zauważyć, że zwykle powoduje to usterkę w systemie, ponieważ nie ma szans na zmianę wejścia, gdy dane wyjściowe pokazują różnicę w stosunku do wartości szacowanej.

Przykłady systemów sterowania w pętli otwartej obejmują następujące elementy.

• Pralka automatyczna
• Ekspres do kawy lub herbaty
• Głośność w systemie stereo
• Elektryczna suszarka do rąk
• Toster do chleba
• Drukarki atramentowe
• Silnik serwo / silnik serwo
• Żarówka elektryczna
• Suszarka do ubrań oparta na zegarze
• Przełącznik światła
• telewizor zdalne sterowanie
• Kran wodny
• System zamykania drzwi

Funkcje systemu sterowania

Cechy tego systemu obejmują następujące elementy.

• Funkcje systemu sterowania obejmują głównie matematyczną zależność dowolnego systemu sterowania, która musi być jasna między danymi wejściowymi i wyjściowymi systemu.
• W przypadku liniowego systemu sterowania zależność między wejściem a wyjściem można określić za pomocą liniowej proporcjonalności.
• W przypadku nieliniowego systemu sterowania zależność między wejściami i wyjściami można określić za pomocą liniowej proporcjonalności.

Aby uzyskać dobry system sterowania, konieczne są następujące czynniki.

• Precyzja
• Oscylacja
• Wrażliwość
• Prędkość
• Hałas
• Pasmo
• Stabilność

Charakterystyka

Charakterystyka systemu sterowania w pętli otwartej:

• Nie ma kontrastu między wartościami rzeczywistymi i preferowanymi.
• Nie ma żadnego wpływu na wartość produkcji.
• Każde ustawienie wejścia decyduje o ustalonym miejscu pracy sterownika.
• Zmiany warunków zewnętrznych wpłyną na bezpośrednią zmianę wyjścia.

Przykład systemu sterowania w otwartej pętli

Możemy obserwować ruch uliczny kontroler światła na różnych skrzyżowaniach dróg. Sygnały generowane przez system sterowania są zależne od czasu. W czasie projektowania sterownika można podać mu wewnętrzną synchronizację.
Tak więc, gdy kontroler sygnalizacji drogowej zostanie ustalony na skrzyżowaniu, każdy sygnał może być wyświetlany przez kontroler.

W tym przypadku system sterowania nie ma nic do wykonania, wykorzystując wytworzone wyjście, ponieważ nie może zmienić swojego wejścia w oparciu o ruch po dowolnej stronie. Po pewnym ustalonym odstępie czasu, w oparciu o pierwotnie wygenerowane dane wejściowe, system sterowania generuje wynik.

Tutaj, w układzie sterowania, sekwencja czasowa może być zapewniona przez zastosowane przekaźniki.

Oznacza to więc wyraźnie, że wejście pozostanie niezależne od generowanego wyjścia.

Rozważ układ sterowania pokazany poniżej.

Funkcja transferu

Funkcję przenoszenia systemu sterowania można wyprowadzić za pomocą następującego równania.

G (S) = wyjście / wejście

Gdy powyższa funkcja przenoszenia jest rozpatrywana oddzielnie dla każdego bloku, to jest podana jak poniżej.

Dla pierwszego bloku G1 (S) funkcja przenoszenia wynosi G1 (S) = Y1 / Yi

Dla G2 (S) = Y2 / Y1

Dla G3 (S) = Y0 / Y2

Tak więc całkowitą funkcję transferu można obliczyć jako

G1 x G2 x G3 = Y1 / Yi * Y2 / Y1 * Y0 / Y2

Zatem wzmocnienie pętli otwartej można obliczyć jako G = Yo / Yi

Tak więc zastosowanie systemu sterowania w pętli otwartej określa, że ​​operator systemu jest gotowy do uwzględnienia najmniejszej różnicy w wyniku od wartości szacowanej.

Zalety

Plik zalety systemu sterowania w pętli otwartej obejmują następujące elementy.

• Bardzo proste i łatwe do zaprojektowania tego typu systemów sterowania.
• Niski koszt w porównaniu z innymi systemami
• Mniej konserwacji
• Wyjście jest stabilne
• Bardzo nadaje się do użycia
• Wygodna obsługa

Niedogodności

Wady systemu sterowania w otwartej pętli obejmują następujące.

• Przepustowość jest mniejsza.
• Niedokładny
• System bez sprzężenia zwrotnego nie jest niezawodny, gdy na jego wyjście wpływają pewne zewnętrzne zakłócenia,
• Różnice wyjściowe nie mogą być korygowane automatycznie.
• Wymaga terminowej ponownej kalibracji.
• Te systemy kontroli są bardziej poziome względem błędów.
• Efektem zakłóceń mogą być zmiany w zakresie preferowanej mocy wyjściowej.
• Zmiana mocy wyjściowej może odbywać się automatycznie

Aplikacje

Zastosowania systemu sterowania w otwartej pętli obejmują:

• Znajduje zastosowanie w sterowaniu sygnalizacją świetlną
• Pręt zanurzeniowy
• Pilot do telewizora,
• Pralki automatyczne,
• Grzejniki w pokojach
• Otwieranie drzwi i systemy zamykania automatycznie.

A więc o to chodzi przegląd systemu sterowania w pętli otwartej . W tego rodzaju układzie sterowania nie ma wpływu na sterowanie sygnałem wejściowym. Są one powszechnie znane jako systemy niezwiązane ze sprzężeniem zwrotnym, ponieważ nie zawierają żadnych informacji zwrotnych, które decydowałyby, czy osiągnięto wymagane wyniki. Oto pytanie do Ciebie, czym jest system sterowania w pętli zamkniętej?