Sistemes de Control: Què són? (Exemples de sistemes de control obert i tancat)
Què és un sistema de control?
Un sistema de control es defineix com un conjunt d'elements que gestionen, ordenen, dirigeixen o regulen el comportament d'altres elements o sistemes per aconseguir un resultat desitjat. Un sistema de control aconsegueix això mitjançant bucles de control, que són un procés dissenyat per mantenir una variable de procés en un punt de set desitjat.
En altres paraules, la definició d'un sistema de control es pot simplificar com un sistema que controla altres sistemes. A mesura que la civilització humana es modernitza dia a dia, la demanda d'automatització ha augmentat al costat seu. L'automatització requereix control sobre sistemes d'elements interactius.
En els darrers anys, els sistemes de control han jugat un paper central en el desenvolupament i avanç de la tecnologia i civilització modernes. Pràcticament tot aspecte de la nostra vida quotidiana està més o menys afectat per algun tipus de sistema de control.
Exemples de sistemes de control en la vostra vida quotidiana inclouen un aire acondicionat, un frigorífic, un aire acondicionat, un tanque de bany, una planxa automàtica i molts processos dins d'un cotxe - com el control de velocitat de crucero.
En entorns industrials, trobem sistemes de control en el control de qualitat de productes, sistemes d'armes, sistemes de transport, sistemes d'energia, tecnologia espacial, robòtica i molt més.
Els principis de la teoria de control són aplicables tant a l'enginyeria com a camps no enginyerístics. Pots aprendre més sobre sistemes de control estudiant els nostres MCQs de sistemes de control.
Característiques d'un sistema de control
La característica principal d'un sistema de control és que hi hauria d'haver una relació matemàtica clara entre la entrada i la sortida del sistema.
Quan la relació entre la entrada i la sortida del sistema es pot representar amb una proporcionalitat lineal, el sistema es diu sistema de control lineal.
Una altra vegada, quan la relació entre la entrada i la sortida no es pot representar amb una única proporcionalitat lineal, sinó que la entrada i la sortida estan relacionades per alguna relació no lineal, el sistema es denomina sistema de control no lineal.
Requisits d'un bon sistema de control
Precisió: La precisió és la tolerància de mesura de l'instrument i defineix els límits dels errors cometuts quan s'utilitza l'instrument en condicions normals d'operació.
La precisió es pot millorar utilitzant elements de retroalimentació. Per augmentar la precisió de qualsevol sistema de control, hauria de tenir un detector d'errors present en el sistema de control.
Sensibilitat: Els paràmetres d'un sistema de control canvien sempre amb el canvi en les condicions ambientals, pertorbacions internes o qualsevol altre paràmetre.
Aquest canvi es pot expressar en termes de sensibilitat. Qualsevol sistema de control hauria de ser insensible a tals paràmetres, però sensible només als senyals d'entrada.
Ruido: Un senyal d'entrada no desitjat es coneix com a soroll. Un bon sistema de control hauria de poder reduir l'efecte del soroll per a un millor rendiment.
Estabilitat: És una característica important del sistema de control. Per a un senyal d'entrada limitat, la sortida hauria de ser limitada i si la entrada és zero, llavors la sortida també hauria de ser zero, així un sistema de control es diu que és estable.
Amplada de banda: L'amplada de banda del sistema de control es decideix pel rang de freqüències d'operació. L'amplada de banda hauria de ser tan gran com sigui possible per a la resposta de freqüència d'un bon sistema de control.
Velocitat: És el temps que triga el sistema de control per aconseguir la seva sortida estable. Un bon sistema de control té una alta velocitat. El període transitori per a aquest sistema és molt petit.
Oscil·lació: Un nombre petit d'oscil·lacions o oscil·lacions constants de la sortida tendeix a indicar que el sistema és estable.
Tipus de sistemes de control
Hi ha diversos tipus de sistemes de control, però tots ells s'han creat per controlar sortides. Els sistemes utilitzats per controlar la posició, la velocitat, l'acceleració, la temperatura, la pressió, el voltatge i la corrent, etc., són exemples de sistemes de control.
Prenguem com a exemple un simple controlador de temperatura d'una habitació per aclarir el concepte. Suposem que hi ha un element calefactor simple, que es calenta mentre l'aprovit de corrent elèctrica estigui encès.
Mentre l'interruptor d'alimentació de la calorifera estigui encès, la temperatura de la habitació augmenta i, després d'assolir la temperatura desitjada de la habitació, l'alimentació s'atura.
Una altra vegada, a causa de la temperatura ambient, la temperatura de la habitació baixa, i llavors manualment l'element calefactor s'encén per assolir la temperatura desitjada de la habitació de nou. D'aquesta manera, es pot controlar manualment la temperatura de la habitació al nivell desitjat. Això és un exemple d'un sistema de control manual.
Aquest sistema es pot millorar utilitzant un arranjament de commutació de temporitzador de l'alimentació on l'alimentació a l'element calefactor s'encén i apaga en intervals predeterminats per assolir el nivell desitjat de temperatura de la habitació.
