Der erste Kontrollsystem wurde im Jahr 17 von „James Watt's Flyball Governor“ erfunden. Die Hauptabsicht dieses Geräts besteht darin, die Motordrehzahl durch Ändern der Dampfzufuhr zum Motor konstant zu halten. Gegenwärtig spielt das Steuerungssystem eine wesentliche Rolle in der Moderne Technologie weil diese Systeme unseren Alltag leblos oder mehr beeinflussen. Die besten Beispiele für Steuerungssysteme sind Automobile, Klimaanlagen, Kühlschränke, Geezer usw. Diese Systeme werden in verschiedenen Industrieprodukten für Qualitätskontrolle, Transportsysteme, Robotik, Waffensysteme, Weltraumtechnologie usw. verwendet und auch in der Technik / Nicht-Engineering-Bereiche. Dieser Artikel beschreibt einen Überblick über ein Steuerungssystem und eines seiner Typen, nämlich das Steuerungssystem mit offenem Regelkreis.
Was ist ein Steuerungssystem?
Definition: Das Steuersystem kann definiert werden als die Ausgabe eines Systems, die durch Ändern seiner Eingabe gesteuert werden kann. So kann das Systemverhalten mit Hilfe von Differentialgleichungen ausgedrückt werden. So kann die gewünschte Ausgabe in einem Steuerungssystem erreicht werden, indem das Verhalten des Systems verwaltet, gesteuert oder gesteuert wird. Kontroll systeme werden in zwei Typen eingeteilt, nämlich die Steuerungssysteme mit offenem Regelkreis und die Steuerungssysteme mit geschlossenem Regelkreis.
Was ist ein Open-Loop-Steuerungssystem?
Das Blockschaltbild des Steuerungssystems ist unten dargestellt. In der folgenden Abbildung kann die Eingabe an das Steuerungssystem übergeben werden, so dass die erforderliche Ausgabe erhalten werden kann. Diese erhaltene Ausgabe kann jedoch nicht berücksichtigt werden, wenn dieses System für zusätzliche Referenzeingaben verwendet wird.
Im folgenden System enthält es zwei Blöcke wie die Steuerung sowie den gesteuerten Prozess. Im Allgemeinen hängt die Eingabe an das System hauptsächlich von der erforderlichen Ausgabe ab. Basierend auf dem Eingang kann das Steuersignal über die Steuerung erzeugt werden. Dieses Signal kann an die Verarbeitungseinheit gegeben werden. Daher kann basierend auf dem Steuersignal eine geeignete Verarbeitung durchgeführt werden, so dass eine Ausgabe erreicht werden kann.
Open Loop Control System
In der Regelung gibt es keinen Rückkopplungspfad. Dies ist der Grund, warum der Eingang im Steuerungssystem unabhängig vom Ausgang ist. Hierbei ist zu beachten, dass dies normalerweise zu einem Fehler im System führt, da keine Möglichkeit besteht, den Eingang zu ändern, sobald der Ausgang die Differenz zum geschätzten Wert darstellt.
Beispiele für Steuerungssysteme das Folgende einschließen.
- Automatische Waschmaschine
- Kaffee- oder Teemaschine
- Lautstärke auf der Stereoanlage
- Elektrischer Händetrockner
- Brot Toaster
- Tintenstrahldrucker
- Servomotor / Servomotor
- Glühbirne
- Wäschetrockner basierend auf einem Timer
- Lichtschalter
- Fernseher Fernbedienung
- Wasserhahn
- Türschlosssystem
Steuerungssystemfunktionen
Die Funktionen dieses Systems umfassen Folgendes.
- Zu den Merkmalen des Steuerungssystems gehört hauptsächlich die mathematische Beziehung eines Steuerungssystems, die zwischen der Eingabe und der Ausgabe des Systems klar sein muss.
- Für ein lineares Steuersystem kann die Beziehung zwischen Eingabe und Ausgabe durch eine lineare Proportionalität spezifiziert werden.
- Für ein nichtlineares Steuersystem kann die Beziehung zwischen Eingabe und Ausgabe durch eine lineare Proportionalität angegeben werden.
Für ein gutes Steuerungssystem sind die folgenden Faktoren erforderlich.
- Richtigkeit
- Schwingung
- Empfindlichkeit
- Geschwindigkeit
- Lärm
- Bandbreite
- Stabilität
Eigenschaften
Die Eigenschaften des Steuerungssystems sind:
- Es gibt keinen Kontrast zwischen realen und bevorzugten Werten.
- Es hat keine Kontrolle über den Wert der Ausgabe.
- Jede Eingabeeinstellung bestimmt einen festgelegten Betriebsort für die Steuerung.
- Die Änderungen innerhalb der externen Bedingungen wirken sich direkt auf die Ausgabe aus.
Beispiel eines Open-Loop-Steuerungssystems
Wir können einen Verkehr beobachten Lichtregler an verschiedenen Straßenkreuzungen. Die Signale, die durch das Steuerungssystem erzeugt werden, sind zeitabhängig. Zur Entwurfszeit der Steuerung kann der Steuerung ein internes Timing zugewiesen werden.
Sobald also die Steuerung eines Verkehrssignals an der Kreuzung fixiert ist, kann danach jedes Signal durch die Steuerung angezeigt werden.
Hier hat das Steuerungssystem mit der erzeugten Ausgabe nichts zu tun, da es seine Eingabe basierend auf dem Verkehr auf keiner Seite ändern kann. Nach einer festen Zeitlücke, basierend auf der primär generierten Eingabe, generiert das Steuerungssystem die Ausgabe.
Hier im Steuerungssystem kann die Zeitfolge durch die verwendeten Relais bereitgestellt werden.
Dies zeigt deutlich an, dass die Eingabe für die generierte Ausgabe unabhängig bleibt.
Betrachten Sie das unten gezeigte Steuerungssystem.
Übertragungsfunktion
Die Übertragungsfunktion eines Steuerungssystems kann unter Verwendung der folgenden Gleichung abgeleitet werden.
G (S) = Ausgang / Eingang
Wenn die obige Übertragungsfunktion für jeden Block separat betrachtet wird, wird sie wie folgt angegeben.
Für den ersten Block G1 (S) ist die Übertragungsfunktion G1 (S) = Y1 / Yi
Für G2 (S) = Y2 / Y1
Für G3 (S) = Y0 / Y2
Die Gesamtübertragungsfunktion kann also wie folgt berechnet werden
G1 x G2 x G3 = Y1 / Yi * Y2 / Y1 * Y0 / Y2
Die Verstärkung des offenen Regelkreises kann also wie folgt berechnet werden G = Yo / Yi
Die Verwendung des Steuerungssystems mit offenem Regelkreis gibt also an, dass der Systembetreiber bereit ist, den geringsten Unterschied innerhalb der Ausgabe vom geschätzten Wert zu berücksichtigen.
Vorteile
Das Vorteile der Regelung das Folgende einschließen.
- Sehr einfach und leicht zu entwerfen diese Arten von Steuerungssystemen.
- Niedrige Kosten im Vergleich zu anderen Systemen
- Weniger Wartung
- Die Ausgabe ist stabil
- Sehr gut geeignet
- Bequemer Betrieb
Nachteile
Die Nachteile des Regelungssystems umfassen die folgenden.
- Die Bandbreite ist geringer.
- Ungenau
- Das Nicht-Rückkopplungssystem ist nicht zuverlässig, wenn seine Leistung durch einige äußere Störungen beeinflusst wird.
- Die Ausgangsunterschiede können nicht automatisch korrigiert werden.
- Es muss rechtzeitig neu kalibriert werden.
- Diese Steuerungssysteme sind horizontaler gegenüber Fehlern.
- Die Änderungen innerhalb des bevorzugten Ausgangs können die Auswirkung von Störungen sein.
- Die Änderung der Ausgabe kann automatisch erfolgen
Anwendungen
Die Anwendungen des Steuerungssystems umfassen Folgendes.
- Es wird im Steuerungssystem der Ampel verwendet
- Tauchstab
- TV Fernbedienung,
- Automatische Waschmaschinen,
- Heizungen in Räumen
- Tür öffnen & Systeme automatisch schließen.
Das ist also alles über eine Übersicht über das Steuerungssystem . Bei dieser Art von Steuersystem gibt es keinen Einfluss auf die Steuerung des Eingangssignals. Diese Systeme werden allgemein als Nicht-Feedback-Systeme bezeichnet, da sie kein Feedback enthalten, um zu entscheiden, ob die erforderliche Ausgabe erreicht wurde. Hier ist eine Frage an Sie, was ist ein Regelungssystem?
