Čo je to systém riadenia uzavretej slučky a jeho fungovanie

Čo je to systém riadenia uzavretej slučky a jeho fungovanie

Počet prvkov, ktoré sú kombinované do jedného systému na generovanie požadovaného výstupu, sa nazýva riadiaci systém. Výstup ľubovoľného systému môže byť riadený riadiacim systémom, pretože každý prvok v tomto systéme má vplyv na výstup. Kontrolný systém niekedy používa spätnoväzbovú slučku na získanie stability a konzistencie a stability systému na generovanie preferovaného výstupu. Spätná väzba je tu prvkom výstupného signálu. Koncept spätnej väzby je v každom riadiacom systéme veľmi dôležitý na získanie výstupnej stability. Kontrolné systémy sú klasifikované do dvoch typov na základe spojenia spätnej väzby, a to riadiaci systém s uzavretou slučkou a riadiaci systém s otvorenou slučkou



Čo je to riadiaci systém s uzavretou slučkou?

Definícia: Riadiaci systém s uzavretou slučkou možno definovať ako systém, ktorý má spätnoväzbovú slučku (alebo) a riadiaci systém ktorý využíva spätnoväzbový signál na generovanie výstupu. Stabilitu tohto systému je možné riadiť spätnoväzbovým systémom. Takže poskytnutím spätnoväzbového systému možno akýkoľvek riadiaci systém s otvorenou slučkou zmeniť na uzavretú slučku.


Požadovaný výkon je možné dosiahnuť a udržiavať vyhodnotením skutočného stavu a generovaného výkonu. Ak je generovaný výstup posunutý od skutočného výstupu, potom tento riadiaci systém produkuje chybný signál, ktorý sa privádza do i / p signálu. Akonáhle je chybový signál pridaný k vstupnému signálu, potom môže byť opravený ďalší výstup slučky, ktorý je známy ako automatické riadiace systémy.





Bloková schéma

The bloková schéma systému s uzavretou slučkou je zobrazený nižšie. Medzi základné prvky riadiaceho systému s uzavretou slučkou patria detektor chýb, radič, prvky spätnej väzby a elektráreň .

Bloková schéma systému riadenia s uzavretou slučkou

Bloková schéma systému riadenia s uzavretou slučkou



Ak riadiaci systém obsahuje spätnoväzbovú slučku, potom sú systémy známe ako spätnoväzbové riadiace systémy. Takže výstup je možné presne riadiť poskytnutím spätnej väzby na vstup. Tento typ riadiaceho systému môže obsahovať viac ako jednu spätnú väzbu.

Vo vyššie uvedenom diagrame chyba detektor generuje chybový signál, ide teda o zmenu vstupného aj spätnoväzbového signálu. Tento spätnoväzbový signál je možné získať z prvkov spätnej väzby v riadiacom systéme tak, že sa výstup systému bude považovať za vstup. Alternatívne k vstupu môže byť tento chybový signál uvedený ako vstup radiča.


Regulátor následne generuje aktivačný signál na riadenie zariadenia. V tomto usporiadaní možno výstup riadiaceho systému automaticky korigovať, aby sa získal preferovaný výstup. Preto sú tieto systémy pomenované aj ako automatické riadiace systémy. Najlepším príkladom riadiaceho systému s uzavretou slučkou je systém riadenia semaforu vrátane senzora na vstupe.

Typy riadeného systému s uzavretou slučkou

Regulačné systémy s uzavretou slučkou sa delia na dva typy v závislosti od povahy spätnoväzbového signálu, ako je signál pozitívnej spätnej väzby a signál negatívnej spätnej väzby.

Pozitívny signál spätnej väzby

Systém uzavretej slučky vrátane signálu pozitívnej spätnej väzby, ktorý možno pripojiť na vstup systému, je známy ako systém pozitívnej spätnej väzby. Tento systém sa nazýva aj ako regeneračná spätná väzba. Najlepším príkladom tejto pozitívnej spätnej väzby v elektronických obvodoch je operačný zosilňovač. Pretože túto slučku je možné dosiahnuť pripojením časti výstupného napätia na vstup neinvertujúcej svorky cez spätnoväzbovú slučku pomocou odporu.

Signál negatívnej spätnej väzby

Systém uzavretej slučky vrátane signálu negatívnej spätnej väzby, ktorý je možné pripojiť na vstup systému, sa nazýva systém negatívnej spätnej väzby. Tento druh systému sa tiež nazýva degeneratívna spätná väzba. Tieto typy systémov sú veľmi stabilné a tiež zvyšujú pevnosť.

Tieto systémy sa používajú na riadenie elektronických strojov, ako sú generátory prúdu, generátory napätia, a tiež na riadenie rýchlosti strojov. Pre nižšie uvedené požiadavky sa používajú riadiace systémy s uzavretým okruhom.

Funkcia prenosu

Správanie systému je možné indikovať pomocou jeho prenosovej funkcie. Môže byť definovaný ako matematický vzťah vstupu a výstupu riadiaceho systému. Kontrolný systém je možné vypočítať pomocou pomeru o / p k i / p. Preto je výstup riadiaceho systému produktom funkcie vstupu a prenosu.

Riadiaci systém

Riadiaci systém

Príklad riadiaceho systému s uzavretou slučkou je uvedený nižšie.

Pre vyššie uvedený systém

C (S) = E (S) * G (S)

E (S) = R (S) - H (S) * C (S)

Nahraďte túto hodnotu E (S) v C (S), potom môžeme dostať

C (S) = [R (S) - H (S) * C (S)] * G (S)

C (S) = R (S) G (S) - H (S) * C (S) * G (S)

Z vyššie uvedenej rovnice

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)]

Toto je prenosová funkcia tohto systému so zápornou spätnou väzbou. Podobne pre pozitívnu spätnú väzbu možno rovnicu prenosovej funkcie napísať ako

C (S) / R (S) = G (S) / [1 - H (S) * G (S)]

Príklady riadiaceho systému s uzavretou slučkou

Existujú rôzne druhy elektronických zariadení, ktoré používajú riadiaci systém s uzavretou slučkou. Takže aplikácie riadiacich systémov uzavretej slučky zahrňte nasledujúce.

  • V stabilizátore napájacieho napätia je možné stabilizáciu napätia dosiahnuť poskytnutím spätnej väzby výstupného napätia do systému
  • V regulátor hladiny vody , o hladine vody môže rozhodnúť vstupná voda
  • Teplota v AC môže byť nastavená v závislosti od teploty miestnosti.
  • Otáčky motora je možné ovládať pomocou tachometra alebo snímača prúdu, kde snímač detekuje rýchlosť motora a odošle spätnú väzbu do riadiaceho systému s cieľom zmeniť jeho rýchlosť.
  • Niektoré ďalšie príklady týchto systémov zahŕňajú termostatický ohrievač, solárny systém. raketomet, auto motor, automatický hriankovač, systém riadenia vody pomocou turbíny.
  • Automatická elektrická žehlička sa dá ovládať automaticky podľa teploty vykurovacieho telesa v žehličke.

Výhody

The výhody riadiaceho systému s uzavretou slučkou zahrňte nasledujúce.

  • Tieto systémy sú veľmi presné a menej náchylné na chyby.
  • Chyby je možné opraviť pomocou spätnoväzbového signálu
  • Veľká šírka pásma
  • Podporuje automatizáciu
  • Vysoká rezerva hluku
  • Nemôžu pôsobiť pomocou hluku.

Nevýhody

The nevýhody riadiaceho systému s uzavretou slučkou zahrňte nasledujúce.

  • Návrh tohto systému je komplikovaný
  • Sú veľmi zložité
  • Drahé
  • Je potrebná obrovská údržba
  • Riadiaci systém niekedy kmitá v dôsledku spätnoväzbových signálov.
  • Pri navrhovaní systému je potrebné vynaložiť viac času a času.

Toto je teda všetko o prehľad regulačného systému s uzavretou slučkou vrátane blokového diagramu, typov, prenosovej funkcie, výhod, nevýhod a jej aplikácií Charakteristická rovnica riadiaceho systému s uzavretou slučkou nie je nič iné ako nastavenie menovateľa prenosovej funkcie na nulu. Je tu pre vás otázka, čo je to riadiaci systém s otvorenou slučkou?