Počet prvků, které jsou kombinovány do systému generujícího požadovaný výstup, je znám jako řídicí systém. Výstup libovolného systému může být řízen řídicím systémem, protože každý prvek v tomto systému má vliv na výstup. Řídicí systém někdy používá zpětnou vazbu k získání stability a konzistence a stability systému pro generování preferovaného výstupu. Zde je zpětnovazební smyčka prvkem výstupního signálu. Koncept zpětné vazby je v každém řídicím systému velmi důležitý pro získání výstupní stability. Řídicí systémy jsou rozděleny do dvou typů založených na připojení zpětné vazby, a to na uzavřený regulační systém a otevřený regulační systém
Co je to řídicí systém s uzavřenou smyčkou?
Definice: Řídicí systém s uzavřenou smyčkou lze definovat jako systém, který má zpětnou vazbu (nebo) a kontrolní systém který používá ke generování výstupu zpětnovazební signál. Stabilitu tohoto systému lze řídit systémem zpětné vazby. Poskytnutím zpětnovazebního systému lze tedy jakýkoli řídicí systém s otevřenou smyčkou změnit na uzavřenou smyčku.
Požadovaného výstupu lze dosáhnout a udržovat vyhodnocením skutečného stavu a generovaného výstupu. Pokud se generovaný výstup posune od skutečného výstupu, pak tento řídicí systém produkuje vadný signál, který se přivádí do i / p signálu. Jakmile je chybový signál přidán ke vstupnímu signálu, může být opraven další výstup smyčky, který je známý jako automatické řídicí systémy.
Blokové schéma
The blokové schéma systému s uzavřenou smyčkou je zobrazen níže. Mezi základní prvky řídicího systému uzavřené smyčky patří detektor chyb, řídicí jednotka, zpětnovazební prvky a elektrárna .
Blokové schéma řídicího systému uzavřené smyčky
Pokud řídicí systém zahrnuje zpětnou vazbu, pak jsou systémy známé jako zpětnovazební řídicí systémy. Výstup lze tedy přesně řídit poskytnutím zpětné vazby ke vstupu. Tento typ řídicího systému může zahrnovat více než jednu zpětnou vazbu.
Ve výše uvedeném diagramu došlo k chybě detektor generuje chybový signál, jedná se tedy o změnu vstupního i zpětnovazebního signálu. Tento zpětnovazební signál lze získat z prvků zpětné vazby v řídicím systému tím, že se výstup systému považuje za vstup. Alternativně ke vstupu může být tento chybový signál uveden jako vstup řídicí jednotky.
Regulátor následně generuje akční signál pro ovládání zařízení. V tomto uspořádání lze výstup řídicího systému automaticky korigovat, aby se získal preferovaný výstup. Proto jsou tyto systémy také označovány jako automatické řídicí systémy. Nejlepším příkladem řídicího systému uzavřené smyčky je systém řízení semaforu včetně snímače na vstupu.
Typy systému řízení uzavřené smyčky
Řídicí systémy uzavřené smyčky se dělí na dva typy v závislosti na povaze zpětnovazebního signálu, jako je kladný zpětnovazební signál a záporný zpětnovazební signál.
Pozitivní signál zpětné vazby
Systém uzavřené smyčky zahrnující signál pozitivní zpětné vazby, který lze připojit ke vstupu systému, je známý jako systém pozitivní zpětné vazby. Tento systém se také nazývá regenerativní zpětná vazba. Nejlepším příkladem této pozitivní zpětné vazby v elektronických obvodech je operační zesilovač. Protože této smyčky lze dosáhnout připojením určité části výstupního napětí ke vstupu neinvertující svorky přes zpětnou vazbu pomocí odporu.
Signál negativní zpětné vazby
Systém uzavřené smyčky zahrnující signál záporné zpětné vazby, který lze připojit ke vstupu systému, je pojmenován jako systém záporné zpětné vazby. Tento druh systému se také nazývá degenerativní zpětná vazba. Tyto typy systémů jsou velmi stabilní a také zvyšují pevnost.
Tyto systémy se používají k řízení elektronických strojů, jako jsou generátory proudu, generátory napětí, a také k řízení rychlosti strojů. Řídicí systémy uzavřené smyčky se používají pro níže uvedené požadavky.
Funkce přenosu
Chování systému lze indikovat pomocí jeho přenosové funkce. Lze jej definovat jako matematický vztah vstupu a výstupu řídicího systému. Řídicí systém lze vypočítat pomocí poměru o / p k i / p. Proto je výstup řídicího systému výsledkem funkce vstupu a přenosu.
Kontrolní systém
Níže je uveden příklad řídicího systému uzavřené smyčky.
U výše uvedeného systému
C (S) = E (S) * G (S)
E (S) = R (S) - H (S) * C (S)
Nahraďte tuto hodnotu E (S) v C (S), pak můžeme dostat
C (S) = [R (S) - H (S) * C (S)] * G (S)
C (S) = R (S) G (S) - H (S) * C (S) * G (S)
Z výše uvedené rovnice
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)]
Toto je přenosová funkce tohoto systému se zápornou zpětnou vazbou. Podobně pro pozitivní zpětnou vazbu lze rovnici přenosové funkce zapsat jako
C (S) / R (S) = G (S) / [1 - H (S) * G (S)]
Příklady řídicích systémů s uzavřenou smyčkou
Existují různé druhy elektronických zařízení, která používají řídicí systém uzavřené smyčky. Takže aplikace řídicích systémů uzavřené smyčky zahrnout následující.
- U stabilizátoru napětí serva lze stabilizace napětí dosáhnout poskytnutím zpětné vazby výstupního napětí do systému
- V regulátor hladiny vody , o úrovni vody může rozhodovat vstupní voda
- Teplota v AC může být nastavena v závislosti na teplotě v místnosti.
- Otáčky motoru lze ovládat pomocí tachometru nebo snímače proudu, kde snímač detekuje otáčky motoru a odešle zpětnou vazbu do řídicího systému, aby změnil jeho rychlost.
- Některé další příklady těchto systémů zahrnují termostatový ohřívač, solární systém. raketomet, automatický motor, automatický toustovač, systém řízení vody pomocí turbíny.
- Automatickou elektrickou žehličku lze automaticky ovládat podle teploty topného tělesa v žehličce.
Výhody
The výhody řídicího systému uzavřené smyčky zahrnout následující.
- Tyto systémy jsou velmi přesné a méně náchylné k chybám.
- Chyby lze opravit pomocí zpětnovazebního signálu
- Velká šířka pásma
- Podporuje automatizaci
- Vysoká hlučnost
- Nemohou působit pomocí hluku.
Nevýhody
The nevýhody řídicího systému uzavřené smyčky zahrnout následující.
- Návrh tohoto systému je komplikovaný
- Jsou velmi složité
- Drahý
- Je nutná obrovská údržba
- Řídicí systém někdy osciluje kvůli zpětnovazebním signálům.
- Při navrhování systému je zapotřebí více úsilí i času.
O toto tedy jde přehled řídicího systému uzavřené smyčky včetně blokového diagramu, typů, přenosové funkce, výhod, nevýhod a jejich aplikací Charakteristická rovnice řídicího systému uzavřené smyčky není nic jiného než nastavení jmenovatele přenosové funkce na nulu. Zde je otázka, jaký je řídicí systém otevřené smyčky?
