Il numero di elementi combinati per formare un sistema per generare l'output desiderato è noto come sistema di controllo. L'uscita di qualsiasi sistema può essere controllata dal sistema di controllo perché ogni elemento all'interno di questo sistema ha un effetto sull'uscita. A volte, un sistema di controllo utilizza un ciclo di feedback per ottenere la stabilità, la consistenza e la stabilità di un sistema per generare l'output preferito. Qui, un ciclo di feedback è un elemento del segnale di uscita. Il concetto di feedback è molto essenziale in qualsiasi sistema di controllo per ottenere la stabilità dell'output. Sistemi di controllo sono classificati in due tipi in base alla connessione del feedback, vale a dire il sistema di controllo a circuito chiuso e il sistema di controllo a circuito aperto
Cos'è un sistema di controllo a circuito chiuso?
Definizione: un sistema di controllo a circuito chiuso può essere definito come un sistema che ha un circuito di feedback (o) a sistema di controllo che utilizza un segnale di feedback per generare l'uscita. La stabilità di questo sistema può essere controllata da un sistema di feedback. Pertanto, fornendo un sistema di feedback, qualsiasi sistema di controllo ad anello aperto può essere trasformato in un circuito chiuso.
L'output desiderato può essere ottenuto e mantenuto valutando la condizione effettiva e l'output generato. Se l'uscita generata viene allontanata dall'uscita effettiva, questo sistema di controllo produce un segnale difettoso che viene inviato all'i / p del segnale. Una volta che il segnale di errore viene aggiunto al segnale di ingresso, è possibile correggere l'uscita del loop successivo, noto come sistemi di controllo automatico.
Diagramma a blocchi
Il schema a blocchi del sistema a circuito chiuso è mostrato sotto. Gli elementi di base del sistema di controllo a circuito chiuso includono rilevatore di errori, controller, elementi di feedback e centrale elettrica .
Schema a blocchi del sistema di controllo a circuito chiuso
Quando il sistema di controllo include un ciclo di feedback, i sistemi sono noti come sistemi di controllo del feedback. Quindi l'uscita può essere controllata accuratamente fornendo feedback all'ingresso. Questo tipo di sistema di controllo può includere più di un feedback.
Nel diagramma sopra, l'errore rivelatore genera un segnale di errore, quindi questa è la variazione dell'ingresso così come il segnale di feedback. Questo segnale di feedback può essere ottenuto dagli elementi di feedback nel sistema di controllo considerando l'uscita del sistema come un ingresso. In alternativa all'ingresso, questo segnale di errore può essere fornito come ingresso di un controller.
Di conseguenza, il controllore genera un segnale di azionamento per controllare l'impianto. In questa disposizione, l'uscita del sistema di controllo può essere corretta automaticamente per ottenere l'uscita preferita. Pertanto, questi sistemi sono anche denominati come sistemi di controllo automatico. Il miglior esempio di un sistema di controllo a circuito chiuso è un sistema di controllo a semaforo che include un sensore all'ingresso.
Tipi di sistemi di controllo ad anello chiuso
I sistemi di controllo a circuito chiuso sono classificati in due tipi a seconda della natura del segnale di feedback, come il segnale di feedback positivo e il segnale di feedback negativo.
Segnale di feedback positivo
Il sistema a circuito chiuso che include un segnale di feedback positivo può essere collegato all'ingresso del sistema è noto come sistema di feedback positivo. Questo sistema è anche chiamato feedback rigenerativo. Il miglior esempio di questo feedback positivo nei circuiti elettronici è un amplificatore operazionale. Perché questo anello può essere ottenuto collegando una parte della tensione di uscita all'ingresso del terminale non invertente attraverso un anello di retroazione utilizzando un resistore.
Segnale di feedback negativo
Il sistema a circuito chiuso che include un segnale di feedback negativo può essere collegato all'ingresso del sistema è denominato sistema di feedback negativo. Questo tipo di sistema è anche chiamato feedback degenerativo. Questi tipi di sistemi sono molto stabili e migliorano anche la forza.
Questi sistemi vengono utilizzati per controllare le macchine elettroniche come generatori di corrente, generatori di tensione e anche per controllare la velocità del macchinario. I sistemi di controllo a circuito chiuso vengono utilizzati per i requisiti indicati di seguito.
Funzione di trasferimento
Il comportamento del sistema può essere indicato tramite la sua funzione di trasferimento. Può essere definita come la relazione matematica dell'input e dell'output del sistema di controllo. Il sistema di controllo può essere calcolato attraverso il rapporto tra o / p e i / p. Pertanto, l'uscita del sistema di controllo è il prodotto della funzione di input e trasferimento.
Sistema di controllo
L'esempio del sistema di controllo ad anello chiuso è mostrato di seguito.
Per il sistema di cui sopra,
C (S) = E (S) * G (S)
E (S) = R (S) - H (S) * C (S)
Sostituisci questo valore E (S) in C (S), quindi possiamo ottenere
C (S) = [R (S) - H (S) * C (S)] * G (S)
C (S) = R (S) G (S) - H (S) * C (S) * G (S)
Dall'equazione sopra
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)]
Questa è la funzione di trasferimento di questo sistema con feedback negativo. Allo stesso modo, per il feedback positivo, l'equazione della funzione di trasferimento può essere scritta come
C (S) / R (S) = G (S) / [1 - H (S) * G (S)]
Esempi di sistemi di controllo ad anello chiuso
Esistono diversi tipi di dispositivi elettronici che utilizzano un sistema di controllo a circuito chiuso. Così la applicazioni di sistemi di controllo ad anello chiuso include il seguente.
- Nello stabilizzatore di tensione servo, la stabilizzazione della tensione può essere ottenuta fornendo un feedback della tensione di uscita al sistema
- Nel regolatore di livello dell'acqua , il livello dell'acqua può essere deciso dall'acqua in ingresso
- La temperatura nell'AC può essere regolata in base alla temperatura della stanza.
- La velocità del motore può essere controllata utilizzando un tachimetro o un sensore di corrente, dove il sensore rileva la velocità del motore e invia un feedback al sistema di controllo per modificarne la velocità.
- Alcuni altri esempi di questi sistemi includono il riscaldatore del termostato, il sistema solare. lanciamissili, motore automatico, tostapane automatico, sistema di controllo dell'acqua tramite turbina.
- Il ferro da stiro elettrico automatico può essere controllato automaticamente dalla temperatura dell'elemento riscaldante nel ferro.
Vantaggi
Il vantaggi del sistema di controllo a circuito chiuso include il seguente.
- Questi sistemi sono molto precisi e meno soggetti a errori.
- Gli errori possono essere corretti tramite il segnale di feedback
- Elevata larghezza di banda
- Supporta l'automazione
- Elevato margine di rumore
- Non possono influenzare per mezzo del rumore.
Svantaggi
Il svantaggi del sistema di controllo a circuito chiuso include il seguente.
- La progettazione di questo sistema è complicata
- Sono molto complessi
- Costoso
- È necessaria un'enorme manutenzione
- Il sistema di controllo oscilla a volte a causa dei segnali di feedback.
- Sono necessari più sforzi, oltre che tempo, durante la progettazione del sistema.
Quindi, questo è tutto una panoramica di un sistema di controllo a circuito chiuso incluso diagramma a blocchi, tipi, funzione di trasferimento, vantaggi, svantaggi e sue applicazioni L'equazione caratteristica del sistema di controllo a circuito chiuso non è altro che l'impostazione del denominatore della funzione di trasferimento a zero. Ecco una domanda per te, qual è il sistema di controllo ad anello aperto?
