Какво представлява затворена система за управление на контура и нейната работа

Броят на елементите, които се комбинират, за да образуват система за генериране на желания изход, е известен като система за управление. Изходът на всяка система може да се контролира от системата за управление, тъй като всеки елемент в тази система има ефект върху изхода. Понякога контролната система използва обратна връзка, за да получи стабилността и последователността и стабилността на система за генериране на предпочитания изход. Тук веригата за обратна връзка е елемент от изходния сигнал. Концепцията за обратна връзка е много важна във всяка система за управление, за да се получи стабилността на изхода. Системи за управление са класифицирани в два типа въз основа на връзката на обратна връзка, а именно система за управление с затворен цикъл и система за управление с отворен цикъл

Какво представлява системата за управление със затворен цикъл?

Определение: Системата за управление със затворен цикъл може да бъде дефинирана като система, която има контур за обратна връзка (или) a контролна система който използва сигнал за обратна връзка за генериране на изхода. Стабилността на тази система може да се контролира от система за обратна връзка. Така че чрез осигуряване на система за обратна връзка, всяка система за управление с отворен цикъл може да бъде променена в затворен цикъл.

Желаният резултат може да бъде постигнат и поддържан чрез оценка на действителното състояние и генерираната продукция. Ако генерираният изход се отдалечи от действителния изход, тогава тази система за управление произвежда дефектен сигнал, който се подава към i / p на сигнала. След като сигналът за грешка се добави към входния сигнал, следващият изход може да бъде коригиран, което е известно като автоматични системи за управление.

Блокова диаграма

The блок-схема на системата със затворен цикъл е показано по-долу. Основните елементи на системата за управление със затворен цикъл включват детектор за грешки, контролер, елементи за обратна връзка и електроцентрала .

Блок-схема на системата за управление със затворен цикъл

Когато системата за управление включва обратна връзка, тогава системите са известни като системи за контрол на обратната връзка. Така че изходът може да се контролира точно чрез осигуряване на обратна връзка към входа. Този тип система за контрол може да включва повече от една обратна връзка.

В горната диаграма грешката детектор генерира сигнал за грешка, така че това е вариацията на входа, както и сигнала за обратна връзка. Този сигнал за обратна връзка може да бъде получен от елементите на обратна връзка в системата за управление, като се разглежда изходът на системата като вход. Като алтернатива на входа, този сигнал за грешка може да се даде като вход на контролер.

Следователно, контролерът генерира задействащ сигнал за управление на инсталацията. При тази подредба изходът на системата за управление може да бъде коригиран автоматично, за да се получи предпочитаният изход. Следователно тези системи се наричат ​​и системи за автоматично управление. Най-добрият пример за система за управление със затворен контур е система за управление на светофара, включваща сензор на входа.

Видове система за контрол на затворена верига

Системите за управление със затворен цикъл се класифицират в два типа в зависимост от естеството на сигнала за обратна връзка, като например сигнал за положителна обратна връзка и сигнал за отрицателна обратна връзка.

Сигнал за положителна обратна връзка

Системата със затворен цикъл, включваща сигнал за положителна обратна връзка, може да бъде свързана към входа на системата, известна като система за положителна обратна връзка. Тази система се нарича и регенеративна обратна връзка. Най-добрият пример за тази положителна обратна връзка в електронните вериги е операционният усилвател. Тъй като този контур може да се постигне чрез свързване на част от изходното напрежение към входа на неинвертиращия терминал чрез контур за обратна връзка с помощта на резистор.

Сигнал за отрицателна обратна връзка

Системата със затворен цикъл, включваща сигнал за отрицателна обратна връзка, може да бъде свързана към входа на системата, се нарича система за отрицателна обратна връзка. Този тип система се нарича и дегенеративна обратна връзка. Този тип системи са много стабилни и подобряват здравината.

Тези системи се използват за управление на електронните машини като токови генератори, генератори на напрежение, както и за контрол на скоростта на машината. Системите за затворен контур се използват за посочените по-долу изисквания.

Функция за прехвърляне

Поведението на системата може да бъде показано чрез нейната трансферна функция. Може да се определи като математическа връзка на входа и изхода на системата за управление. Системата за управление може да се изчисли чрез съотношението o / p към i / p. Следователно изходът на системата за управление е продукт на функцията за въвеждане и прехвърляне.

Контролна система

Примерът за системата за управление със затворен цикъл е показан по-долу.

За горната система,

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

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

Заместете тази стойност E (S) в C (S), тогава можем да получим

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

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

От горното уравнение

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)]

Това е трансферната функция на тази система с отрицателна обратна връзка. По подобен начин за положителната обратна връзка уравнението на трансферната функция може да бъде записано като

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

Примери за система за управление със затворен цикъл

Съществуват различни видове електронни устройства, които използват затворена система за управление. Така че приложения на системи за управление със затворен цикъл включват следното.

• В серво стабилизатора на напрежение стабилизацията на напрежението може да бъде постигната чрез подаване на обратна връзка на изходното напрежение към системата
• В контролер за нивото на водата , нивото на водата може да се определи от входящата вода
• Температурата в AC може да се регулира в зависимост от температурата на помещението.
• Скоростта на двигателя може да се контролира с помощта на оборотомер или токов сензор, където сензорът открива скоростта на двигателя и изпраща обратна връзка към системата за управление, за да промени скоростта си.
• Още някои примери за тези системи включват термостат нагревател, слънчева система. ракета-носител, автоматичен двигател, автоматичен тостер, система за контрол на водата с помощта на турбина.
• Автоматичната електрическа ютия може да се управлява автоматично от температурата на нагревателния елемент в ютията.

Предимства

The предимства на системата за управление със затворен цикъл включват следното.

• Тези системи са много прецизни и по-малко склонни към грешки.
• Грешките могат да бъдат коригирани чрез сигнала за обратна връзка
• Висока честотна лента
• Той поддържа автоматизация
• Висока граница на шума
• Те не могат да въздействат чрез шум.

Недостатъци

The недостатъци на системата за управление със затворен цикъл включват следното.

• Проектирането на тази система е сложно
• Те са много сложни
• Скъпи
• Необходима е огромна поддръжка
• Системата за управление понякога се колебае поради сигнали за обратна връзка.
• При проектирането на системата са необходими повече усилия, както и време.

По този начин става въпрос за всичко преглед на затворена система за управление включително блокова схема, типове, трансферна функция, предимства, недостатъци и нейните приложения Характерното уравнение на системата за управление със затворен цикъл не е нищо друго освен задаването на знаменателя на трансферната функция на нула. Ето един въпрос към вас, каква е системата за управление с отворен цикъл?