Što je zatvoreni sustav upravljanja petljom i njegov rad

Što je zatvoreni sustav upravljanja petljom i njegov rad

Broj elemenata koji se kombiniraju u sustav za generiranje željenog rezultata poznat je pod nazivom upravljački sustav. Izlazom bilo kojeg sustava može se upravljati upravljačkim sustavom, jer svaki element unutar tog sustava utječe na izlaz. Ponekad kontrolni sustav koristi povratnu petlju kako bi dobio stabilnost i dosljednost i stabilnost sustava za generiranje željenog rezultata. Ovdje je povratna petlja element izlaznog signala. Koncept povratne informacije vrlo je bitan u bilo kojem upravljačkom sustavu da bi se postigla stabilnost izlaza. Sustavi upravljanja klasificiraju se u dvije vrste na temelju veze povratnih informacija, naime sustav upravljanja u zatvorenoj petlji i sustav upravljanja u otvorenoj petlji



Što je zatvoreni sustav upravljanja?

Definicija: Upravljački sustav zatvorene petlje može se definirati kao sustav koji ima povratnu petlju (ili) a kontrolni sustav koji koristi povratni signal za generiranje izlaza. Stabilnost ovog sustava može se kontrolirati povratnim sustavom. Dakle, pružanjem sustava povratnih informacija, bilo koji upravljački sustav s otvorenom petljom može se promijeniti u zatvorenu petlju.


Željeni izlaz može se postići i održavati procjenom stvarnog stanja i generiranog rezultata. Ako se generirani izlaz odmakne od stvarnog izlaza, tada ovaj upravljački sustav proizvodi neispravan signal koji se dovodi na i / p signala. Jednom kad se signal pogreške doda ulaznom signalu, tada se može ispraviti izlaz sljedeće petlje koji je poznat kao automatski sistemi upravljanja.





Blok dijagram

The blok dijagram zatvorenog kruga sustava prikazano je dolje. Osnovni elementi upravljačkog sustava zatvorene petlje uključuju detektor pogrešaka, regulator, povratne elemente i elektrana .

Blok dijagram zatvorenog kruga upravljanja sustavom

Blok dijagram zatvorenog kruga upravljanja



Kada upravljački sustav uključuje povratnu spregu, tada su ti sustavi poznati kao povratni upravljački sustavi. Dakle, izlaz se može precizno kontrolirati davanjem povratnih informacija na ulaz. Ova vrsta upravljačkog sustava može sadržavati više od jedne povratne informacije.

U gornjem dijagramu, pogreška detektor generira signal pogreške, pa je ovo varijacija ulaza kao i povratni signal. Ovaj povratni signal može se dobiti iz elemenata povratne sprege u upravljačkom sustavu razmatranjem izlaza sustava kao ulaza. Kao alternativa ulazu, ovaj signal pogreške može se dati kao ulaz regulatora.


Posljedično, regulator generira pokretački signal za upravljanje postrojenjem. U ovom aranžmanu, izlaz upravljačkog sustava može se automatski ispraviti kako bi se dobio željeni izlaz. Stoga se ti sustavi nazivaju i sustavima automatskog upravljanja. Najbolji primjer zatvorenog kruga upravljanja je sustav upravljanja semaforima koji uključuje senzor na ulazu.

Vrste zatvorenog sustava upravljanja

Upravljački sustavi zatvorene petlje klasificiraju se u dvije vrste, ovisno o prirodi povratnog signala, poput pozitivnog i negativnog povratnog signala.

Signal pozitivne povratne informacije

Sustav zatvorene petlje koji uključuje signal pozitivne povratne sprege može se povezati na ulaz sustava poznat je kao sustav pozitivne povratne sprege. Ovaj je sustav također nazvan regenerativnom povratnom spregom. Najbolji primjer ove pozitivne povratne informacije u elektroničkim sklopovima je operacijsko pojačalo. Budući da se ova petlja može postići povezivanjem određenog dijela izlaznog napona na ulaz neinvertirajućih terminala kroz povratnu petlju pomoću otpornika.

Signal negativne povratne informacije

Sustav zatvorene petlje koji uključuje signal negativne povratne sprege može se povezati na ulaz sustava naziva se sustavom negativne povratne sprege. Ova vrsta sustava naziva se i degenerativnom povratnom spregom. Ove su vrste sustava vrlo stabilne i također povećavaju čvrstoću.

Ti se sustavi koriste za upravljanje elektroničkim strojevima poput generatora struje, generatora napona, kao i za kontrolu brzine strojeva. Zatvoreni upravljački sustavi koriste se za dolje navedene zahtjeve.

Funkcija prijenosa

Ponašanje sustava može se naznačiti putem njegove funkcije prijenosa. Može se definirati kao matematički odnos ulaza i izlaza upravljačkog sustava. Sustav upravljanja može se izračunati kroz omjer o / p i i / p. Stoga je izlaz upravljačkog sustava produkt funkcije unosa i prijenosa.

Kontrolni sustav

Kontrolni sustav

Primjer zatvorenog kruga upravljanja prikazan je u nastavku.

Za gornji sustav,

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

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

Zamijenite ovu vrijednost E (S) u C (S), tada možemo dobiti

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

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

Iz gornje jednadžbe

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)]

Ovo je prijenosna funkcija ovog sustava s negativnim povratnim informacijama. Slično tome, za pozitivne povratne informacije, jednadžba funkcije prijenosa može se zapisati kao

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

Primjeri sustava upravljanja zatvorenom petljom

Postoje različite vrste elektroničkih uređaja koji koriste zatvoreni kontrolni sustav. Dakle primjene zatvorenih upravljačkih sustava uključuju sljedeće.

  • U servo stabilizatoru napona, stabilizacija napona može se postići davanjem povratnih informacija o izlaznom naponu u sustav
  • U regulator nivoa vode , razinu vode može odrediti ulazna voda
  • Temperatura u klima uređaju može se prilagoditi ovisno o temperaturi u sobi.
  • Brzinom motora može se upravljati pomoću tahometra ili trenutnog senzora, pri čemu senzor otkriva brzinu motora i šalje povratne informacije upravljačkom sustavu za promjenu brzine.
  • Još neki primjeri ovih sustava uključuju termostatski grijač, solarni sustav. lansirni projektil, automatski motor, automatski toster, sustav upravljanja vodom pomoću turbine.
  • Automatsko električno glačalo može se automatski kontrolirati temperaturom grijaćeg elementa u glačalu.

Prednosti

The prednosti zatvorenog kruga upravljanja uključuju sljedeće.

  • Ovi su sustavi vrlo precizni i manje skloni pogreškama.
  • Pogreške se mogu ispraviti povratnim signalom
  • Velika propusnost
  • Podržava automatizaciju
  • Velika marža buke
  • Ne mogu utjecati pomoću buke.

Mane

The nedostaci zatvorenog kruga upravljanja uključuju sljedeće.

  • Dizajn ovog sustava je složen
  • Vrlo su složeni
  • Skup
  • Potrebno je ogromno održavanje
  • Kontrolni sustav oscilira ponekad zbog povratnih signala.
  • Potrebno je više napora, kao i vremena, tijekom dizajniranja sustava.

Dakle, ovdje se radi o svemu pregled sustava upravljanja zatvorene petlje uključujući blok dijagram, vrste, prijenosnu funkciju, prednosti, nedostatke i njegove primjene Karakteristična jednadžba zatvorenog upravljačkog sustava nije ništa drugo nego postavljanje nazivnika prijenosne funkcije na nulu. Evo pitanja za vas, što je sustav upravljanja otvorenom petljom?