Řídicí systémy: Co jsou to? (Příklady otevřených a uzavřených smyčkových řídicích systémů)

Co je řídicí systém?

Řídicí systém se definuje jako systém zařízení, který spravuje, ovládá, řídí nebo upravuje chování jiných zařízení nebo systémů, aby byl dosažen požadovaný výsledek. Řídicí systém toto dosahuje prostřednictvím řídicích smyček, které jsou proces navržený tak, aby udržoval proměnnou procesu na požadované nastavené hodnotě.

Jinak řečeno, definice řídicího systému může být zjednodušena jako systém, který ovládá jiné systémy. S tím, jak se lidská civilizace každým dnem modernizuje, roste i poptávka po automatizaci. Automatizace vyžaduje kontrolu nad systémy interagujících zařízení.

V nedávných letech hrály řídicí systémy klíčovou roli ve vývoji a rozvoji moderní technologie a civilizace. Téměř každý aspekt našeho každodenního života je více či méně ovlivněn nějakým typem řídicího systému.

Příklady řídicích systémů v každodenním životě zahrnují klimatizační jednotku, ledničku, klimatizační jednotku, spouštěcí nádrž v koupelně, automatickou žehličku a mnoho procesů uvnitř auta – například tempomat.

V průmyslovém prostředí najdeme řídicí systémy v kontrole kvality produktů, zbraní, dopravních systémech, energetických systémech, vesmírné technologii, robotice a mnohem více.

Zásady teorie řízení jsou použitelné jak v inženýrských, tak v neinženýrských oblastech. Můžete se více dozvědět o řídicích systémech studiem našich řídicích systémů MCQ.

Rysy řídicího systému

Hlavní rysa řídicího systému je, že by mělo existovat jasný matematický vztah mezi vstupem a výstupem systému.

Když vztah mezi vstupem a výstupem systému lze vyjádřit lineární úměrností, systém se nazývá lineární řídicí systém.

Opět, když vztah mezi vstupem a výstupem nelze vyjádřit jedinou lineární úměrností, ale vstup a výstup jsou spojeny nějakým nelineárním vztahem, systém se označuje jako nelineární řídicí systém.

Požadavky na dobrý řídicí systém

Přesnost: Přesnost je tolerancí měření přístroje a definuje hranice chyb, které se dělají, když se přístroj používá v normálních provozních podmínkách.

Přesnost lze zlepšit použitím prvku zpětné vazby. Aby se zvýšila přesnost libovolného řídicího systému, by měl být v řídicím systému přítomen detektor chyb.

Citlivost: Parametry řídicího systému se vždy mění s změnou okolních podmínek, vnitřních poruch nebo jakýchkoli jiných parametrů.

Tato změna lze vyjádřit v termínech citlivosti. Jakýkoli řídicí systém by měl být necitlivý na takové parametry, ale citlivý pouze na vstupní signály.

Šum: Nežádoucí vstupní signál se nazývá šum. Dobrý řídicí systém by měl být schopen snížit vliv šumu pro lepší výkon.

Stabilita: Je to důležitá charakteristika řídicího systému. Pro ohraničený vstupní signál musí být výstup ohraničen a pokud je vstup nulový, pak musí být výstup nulový, pak se říká, že takový řídicí systém je stabilní systém.

Pásmo propusti: Rozsah pracovní frekvence rozhoduje o pásmu propusti řídicího systému. Pásmo propusti by mělo být co nejširší pro frekvenční odezvu dobrého řídicího systému.

Rychlost: Je to čas, který řídicímu systému trvá dosáhnout svého stabilního výstupu. Dobrý řídicí systém má vysokou rychlost. Přechodový období pro takový systém je velmi krátké.

Oscilace: Malý počet oscilací nebo konstantní oscilace výstupu naznačuje, že systém je stabilní.

Typy řídicích systémů

Existuje mnoho typů řídicích systémů, ale všechny jsou vytvořeny k řízení výstupů. Systémy používané pro řízení polohy, rychlosti, zrychlení, teploty, tlaku, napětí a proudu atd. jsou příklady řídicích systémů.

Uveďme si příklad jednoduchého teplotního regulátoru místnosti, abychom objasnili koncept. Předpokládejme, že existuje jednoduchý ohřívací prvek, který se ohřívá, dokud je zapnut dodávka elektrické energie.

Dokud je zapnutá dodávka elektrické energie ohřívače, teplota místnosti stoupá a po dosažení požadované teploty místnosti je dodávka elektrické energie vypnuta.