Cos'è un sistema di controllo ad anello aperto e il suo funzionamento

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Il primo sistema di controllo è stato inventato dal 'governatore Flyball di James Watt' nell'anno 17. L'intenzione principale di questo dispositivo è di mantenere costante la velocità del motore modificando l'alimentazione di vapore al motore. Allo stato attuale, il sistema di controllo gioca un ruolo essenziale nel moderno tecnologia perché questi sistemi influenzeranno la nostra vita quotidiana o più. I migliori esempi di sistemi di controllo sono automobili, condizionatori d'aria, frigoriferi, geezer, ecc. Questi sistemi sono utilizzati in diversi prodotti di industrie per il controllo di qualità, sistemi di trasporto, robotica, sistemi d'arma, tecnologia spaziale, ecc. / campi non ingegneristici. Questo articolo discute una panoramica di ciò che è un sistema di controllo e uno del suo tipo, vale a dire il sistema di controllo ad anello aperto.

Cos'è un sistema di controllo?

Definizione: Il sistema di controllo può essere definito come l'uscita di un sistema che può essere controllato modificandone l'ingresso. Quindi il comportamento del sistema può essere espresso con l'aiuto di equazioni differenziali. Quindi l'output desiderato può essere ottenuto in un sistema di controllo gestendo, dirigendo o comandando il comportamento del sistema. Sistemi di controllo sono classificati in due tipi, vale a dire i sistemi di controllo ad anello aperto e i sistemi di controllo a circuito chiuso.




Cos'è il sistema di controllo ad anello aperto?

Di seguito è mostrato lo schema a blocchi del sistema di controllo ad anello aperto. Nello schema seguente è possibile fornire l'input al sistema di controllo in modo da ottenere l'uscita richiesta. Tuttavia, questo output ottenuto non può essere considerato utilizzando questo sistema come input di riferimento aggiuntivo.

Nel seguente sistema, include due blocchi come il controller e il processo controllato. In generale, l'input che viene dato al sistema dipende principalmente dall'output richiesto. In base all'ingresso, il segnale di controllo può essere generato tramite il controller. Questo segnale può essere inviato all'unità di elaborazione. Pertanto, in base al segnale di controllo, è possibile eseguire un'elaborazione appropriata in modo da ottenere l'uscita.



Sistema di controllo ad anello aperto

Sistema di controllo ad anello aperto

Nel sistema di controllo ad anello aperto, non esiste un percorso di feedback. Quindi, questo è il motivo per cui l'ingresso nel sistema di controllo ad anello aperto è indipendente dall'uscita. È da notare che questo di solito genera un errore nel sistema perché non c'è possibilità di cambiare l'ingresso una volta che l'uscita mostra la differenza dal valore stimato.

Esempi di sistemi di controllo ad anello aperto include il seguente.


  • Lavatrice automatica
  • Macchina per caffè o tè
  • Volume sull'impianto stereo
  • Asciugamani elettrico
  • Tostapane per il pane
  • Stampanti a getto d'inchiostro
  • Servomotore / Servomotore
  • Lampadina elettrica
  • Stendibiancheria basato su un timer
  • Interruttore della luce
  • tv telecomando
  • Rubinetto dell'acqua
  • Sistema di blocco della porta

Caratteristiche del sistema di controllo

Le caratteristiche di questo sistema includono quanto segue.

  • Le caratteristiche del sistema di controllo includono principalmente, la relazione matematica di qualsiasi sistema di controllo che deve essere chiara tra l'input e l'output del sistema.
  • Per un sistema di controllo lineare, la relazione tra input e output può essere specificata tramite una proporzionalità lineare.
  • Per un sistema di controllo non lineare, la relazione tra input e output può essere rappresentata da una proporzionalità lineare.

Per un buon sistema di controllo, sono necessari i seguenti fattori.

  • Precisione
  • Oscillazione
  • Sensibilità
  • Velocità
  • Rumore
  • Larghezza di banda
  • Stabilità

Caratteristiche

Le caratteristiche del sistema di controllo ad anello aperto sono,

  • Non c'è contrasto tra valori reali e preferiti.
  • Non ha alcun controllo sul valore dell'uscita.
  • Ogni impostazione di ingresso decide una posizione operativa impostata per il controller.
  • Le modifiche all'interno delle condizioni esterne influenzeranno la modifica diretta dell'output.

Esempio di sistema di controllo ad anello aperto

Possiamo osservare un traffico regolatore di luce a diversi incroci stradali. I segnali generati dal sistema di controllo dipendono dal tempo. Al momento della progettazione del controller, è possibile fornire una temporizzazione interna al controller.
Pertanto, una volta che il controllore di un semaforo è fissato all'incrocio, ogni segnale può essere visualizzato tramite il controller.

Qui il sistema di controllo non ha nulla da eseguire utilizzando l'output prodotto perché non può modificare il suo input in base al traffico presente su qualsiasi lato. Dopo un intervallo di tempo fisso, basato sull'input generato principalmente, il sistema di controllo genera l'output.

Qui nel sistema di controllo, la sequenza di temporizzazione può essere fornita dai relè utilizzati.

Quindi indica chiaramente che l'input rimarrà indipendente dall'output generato.

Considerare il sistema di controllo mostrato di seguito.

Funzione di trasferimento

Funzione di trasferimento

La funzione di trasferimento di un sistema di controllo può essere derivata utilizzando la seguente equazione.

G (S) = Uscita / Ingresso

Quando la funzione di trasferimento di cui sopra è considerata separatamente per ogni blocco, viene fornita come segue.

Per il primo blocco G1 (S), la funzione di trasferimento è G1 (S) = Y1 / Yi

Per G2 (S) = Y2 / Y1

Per G3 (S) = Y0 / Y2

Quindi, la funzione di trasferimento totale può essere calcolata come

G1 x G2 x G3 = Y1 / Yi * Y2 / Y1 * Y0 / Y2

Quindi il guadagno dell'anello aperto può essere calcolato come G = Yo / Yi

Quindi, l'uso del sistema di controllo ad anello aperto specifica che l'operatore del sistema è pronto a considerare la minima differenza all'interno dell'output dal valore stimato.

Vantaggi

Il vantaggi del sistema di controllo ad anello aperto include il seguente.

  • Molto semplice e facile progettare questi tipi di sistemi di controllo.
  • Basso costo rispetto ad altri sistemi
  • Meno manutenzione
  • L'output è stabile
  • Molto adatto da usare
  • Comodo funzionamento

Svantaggi

Gli svantaggi del sistema di controllo ad anello aperto includono quanto segue.

  • La larghezza di banda è inferiore.
  • Impreciso
  • Il sistema di non feedback non è affidabile quando la loro uscita è influenzata da alcuni disturbi esterni,
  • Le differenze di output non possono essere corrette automaticamente.
  • Necessita di una ricalibrazione tempestiva.
  • Questi sistemi di controllo sono più orizzontali rispetto agli errori.
  • I cambiamenti all'interno dell'uscita preferita possono essere l'effetto di disturbi.
  • La modifica dell'output può essere eseguita automaticamente

Applicazioni

Le applicazioni del sistema di controllo ad anello aperto includono quanto segue.

  • Viene utilizzato nel sistema di controllo del semaforo
  • Asta di immersione
  • Telecomando TV,
  • Lavatrici automatiche,
  • Riscaldatori nelle camere
  • Apertura porta e sistemi di chiusura automaticamente.

Quindi, questo è tutto una panoramica del sistema di controllo ad anello aperto . In questo tipo di sistema di controllo, non vi è alcuna influenza sul controllo del segnale di ingresso. Questi sono comunemente noti come sistemi di non feedback perché non includono alcun feedback per decidere se è stato raggiunto il risultato necessario. Ecco una domanda per te, cos'è un sistema di controllo a circuito chiuso?