Liczba elementów, które są łączone, aby utworzyć system do generowania żądanego wyniku, jest nazywana systemem sterowania. Wyjście dowolnego systemu może być kontrolowane przez system sterowania, ponieważ każdy element w tym systemie ma wpływ na wyjście. Czasami system sterowania wykorzystuje pętlę sprzężenia zwrotnego, aby uzyskać stabilność, spójność i stabilność systemu do generowania preferowanych wyników. Tutaj pętla sprzężenia zwrotnego jest elementem sygnału wyjściowego. Koncepcja sprzężenia zwrotnego jest bardzo ważna w każdym systemie sterowania, aby uzyskać stabilność wyjścia. Systemy kontrolne są podzielone na dwa typy w oparciu o połączenie sprzężenia zwrotnego, a mianowicie układ sterowania w pętli zamkniętej i układ sterowania w pętli otwartej
Co to jest system sterowania w pętli zamkniętej?
Definicja: System sterowania w pętli zamkniętej można zdefiniować jako system, który ma pętlę sprzężenia zwrotnego (lub) a System sterowania który wykorzystuje sygnał sprzężenia zwrotnego do generowania wyjścia. Stabilność tego systemu można kontrolować za pomocą systemu sprzężenia zwrotnego. Tak więc, zapewniając system sprzężenia zwrotnego, każdy układ sterowania w pętli otwartej można zmienić w pętlę zamkniętą.
Pożądaną wydajność można osiągnąć i utrzymać, oceniając aktualny stan i wygenerowaną produkcję. Jeśli generowany sygnał wyjściowy jest odsunięty od rzeczywistego wyjścia, to ten system sterowania wytwarza wadliwy sygnał, który jest podawany na i / p sygnału. Po dodaniu sygnału błędu do sygnału wejściowego można skorygować następne wyjście pętli, które jest znane jako automatyczne systemy sterowania.
Schemat blokowy
Plik schemat blokowy systemu zamkniętego pokazano poniżej. Podstawowe elementy systemu sterowania w pętli zamkniętej obejmują detektor błędów, sterownik, elementy sprzężenia zwrotnego i elektrownia .
Schemat blokowy systemu sterowania w pętli zamkniętej
Gdy system sterowania zawiera pętlę sprzężenia zwrotnego, wówczas systemy są znane jako systemy sterowania ze sprzężeniem zwrotnym. Więc wyjście może być dokładnie kontrolowane poprzez dostarczanie informacji zwrotnej do wejścia. Ten typ systemu sterowania może obejmować więcej niż jedną informację zwrotną.
Na powyższym schemacie błąd detektor generuje sygnał błędu, więc jest to zmiana sygnału wejściowego oraz sygnału sprzężenia zwrotnego. Ten sygnał sprzężenia zwrotnego można uzyskać z elementów sprzężenia zwrotnego w układzie sterowania, traktując wyjście systemu jako wejście. Alternatywnie do wejścia ten sygnał błędu może być podawany jako wejście sterownika.
W konsekwencji sterownik generuje sygnał uruchamiający do sterowania instalacją. W tym układzie wyjście systemu sterowania może być korygowane automatycznie, aby uzyskać preferowany sygnał wyjściowy. Dlatego te systemy są również nazywane systemami automatycznego sterowania. Najlepszym przykładem systemu sterowania w pętli zamkniętej jest układ sterowania sygnalizacją świetlną z czujnikiem na wejściu.
Rodzaje systemów sterowania w pętli zamkniętej
Systemy sterowania w pętli zamkniętej dzielą się na dwa typy w zależności od charakteru sygnału sprzężenia zwrotnego, takiego jak dodatni sygnał sprzężenia zwrotnego i ujemny sygnał sprzężenia zwrotnego.
Pozytywny sygnał zwrotny
System z zamkniętą pętlą zawierający dodatni sygnał zwrotny może być podłączony do wejścia systemu, znany jako system z dodatnim sprzężeniem zwrotnym. Ten system jest również nazywany regeneracyjnym sprzężeniem zwrotnym. Najlepszym przykładem tego pozytywnego sprzężenia zwrotnego w obwodach elektronicznych jest wzmacniacz operacyjny. Ponieważ pętla ta może być osiągnięta poprzez podłączenie pewnej części napięcia wyjściowego do wejścia nieodwracającego zacisku poprzez pętlę sprzężenia zwrotnego z wykorzystaniem rezystora.
Negatywny sygnał zwrotny
System pętli zamkniętej zawierający ujemny sygnał sprzężenia zwrotnego może być podłączony do wejścia systemu nazywany jest systemem ujemnego sprzężenia zwrotnego. Ten rodzaj systemu jest również nazywany degeneracyjnym sprzężeniem zwrotnym. Tego typu systemy są bardzo stabilne, a także zwiększają wytrzymałość.
Systemy te służą do sterowania maszynami elektronicznymi, takimi jak generatory prądu, generatory napięcia, a także do sterowania prędkością maszyn. Systemy sterowania w pętli zamkniętej są używane do spełnienia poniższych wymagań.
Funkcja transferu
Zachowanie systemu można wskazać za pomocą jego funkcji przenoszenia. Można go zdefiniować jako matematyczną zależność wejścia i wyjścia układu sterowania. System sterowania można obliczyć ze stosunku o / p do i / p. Dlatego wyjście systemu sterowania jest iloczynem funkcji wejścia i transferu.
System sterowania
Przykład systemu sterowania w pętli zamkniętej przedstawiono poniżej.
W przypadku powyższego systemu
C (S) = E (S) * G (S)
E (S) = R (S) - H (S) * C (S)
Podstaw tę wartość E (S) w C (S), a następnie otrzymamy
C (S) = [R (S) - H (S) * C (S)] * G (S)
C (S) = R (S) G (S) - H (S) * C (S) * G (S)
Z powyższego równania
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)]
To jest funkcja przenoszenia tego systemu z ujemnym sprzężeniem zwrotnym. Podobnie w przypadku dodatniego sprzężenia zwrotnego równanie funkcji transferu można zapisać jako
C (S) / R (S) = G (S) / [1 - H (S) * G (S)]
Przykłady systemów sterowania w pętli zamkniętej
Istnieją różne rodzaje urządzeń elektronicznych wykorzystujących system sterowania w pętli zamkniętej. Więc zastosowania układów sterowania w pętli zamkniętej obejmują następujące elementy.
- W stabilizatorze napięcia serwomechanizmu stabilizację napięcia można uzyskać, przekazując systemowi informację zwrotną o napięciu wyjściowym
- w regulator poziomu wody , poziom wody może być określony przez wodę wejściową
- Temperaturę klimatyzacji można regulować w zależności od temperatury w pomieszczeniu.
- Prędkość silnika można kontrolować za pomocą obrotomierza lub czujnika prądu, przy czym czujnik wykrywa prędkość silnika i wysyła informację zwrotną do układu sterowania, aby zmienić jego prędkość.
- Niektóre inne przykłady takich systemów obejmują podgrzewacz termostatyczny, układ słoneczny. wyrzutnia rakiet, silnik automatyczny, automatyczny toster, system kontroli wody za pomocą turbiny.
- Automatyczne żelazko elektryczne może być sterowane automatycznie poprzez temperaturę elementu grzejnego w żelazku.
Zalety
Plik zalety systemu sterowania w pętli zamkniętej obejmują następujące elementy.
- Systemy te są bardzo precyzyjne i mniej podatne na błędy.
- Błędy można poprawić za pomocą sygnału zwrotnego
- Wysoka przepustowość
- Obsługuje automatyzację
- Wysoki margines hałasu
- Nie mogą oddziaływać na nie za pomocą hałasu.
Niedogodności
Plik wady systemu sterowania w pętli zamkniętej obejmują następujące elementy.
- Projektowanie tego systemu jest skomplikowane
- Są bardzo złożone
- Kosztowny
- Potrzebna jest ogromna konserwacja
- System sterowania czasami oscyluje z powodu sygnałów zwrotnych.
- Projektowanie systemu wymaga więcej wysiłku, a także czasu.
A więc o to chodzi przegląd systemu sterowania w pętli zamkniętej w tym schemat blokowy, typy, transmitancja, zalety, wady i ich zastosowania Równanie charakterystyczne układu sterowania w pętli zamkniętej to nic innego jak ustawienie mianownika funkcji transmisji na zero. Oto pytanie do Ciebie, co to jest system sterowania w pętli otwartej?
