Juhtimissüsteemid: Mida need on? (Avatud tsüklite ja suletud tsüklite juhtimissüsteemide näited)

Mis on juhtimissüsteem?

Juhtimissüsteem defineeritakse kui seadmete süsteem, mis haldab, käskib, suunab või reguleerib teiste seadmete või süsteemide käitumist, et saavutada soovitud tulemus. Juhtimissüsteem saavutab seda juhtlusel, mis on protsess, mille eesmärk on säilitada protsessimuutuja soovitud seadetupunktil.

Teisisõnu, juhtimissüsteemi definitsioon saab lihtsustada kui süsteem, mis kontrollib teisi süsteeme. Kuna inimkond moderniseerub päev pärast päeva, on automaatika nõudlus kasvanud ka sellest. Automaatika nõuab kontrolli ühiselt toimivate seadmete süsteemide üle.

Viimastel aastatel on juhtimissüsteemid mänginud keskset rolli kaasaegse tehnoloogia ja tsivilisatsiooni arenduses ja edenemises. Praktikas kõik meie igapäevaelu valdkonnad on mõjutatud rohkem või vähem mingi tüübi juhtimissüsteemiga.

Igapäevaelus kohtubte järgmistega juhtimissüsteemidega: ilmakonditsioneer, külmik, tuulilaua, tualettitaani, automaatne raud, ja paljud autode protsessid – näiteks tempokontroll.

Tööstusharudes leidame juhtimissüsteeme toodete kvaliteedikontrollis, relvasüsteemides, transpordisüsteemides, elektrivõrkudes, kosmosetehnoloogias, robotikas ja paljudes muudes valdkondades.

Juhtimusteooria printsiipid on rakendatavad nii inseneri- kui ka mitteinsenerivaldkondadele. Te saate õppida juhtimissüsteemide kohta uurides meie juhtimissüsteemi mitmevalikuvastuse küsimusi (MCQ).

Juhtimissüsteemi omadused

Juhtimissüsteemi peamine omadus on, et süsteemi sisendi ja väljundi vahel peaks olema selge matemaatiline seos.

Kui süsteemi sisendi ja väljundi vaheline seos on esitatav lineaarse proportsionaalsusega, siis nimetatakse seda süsteemi lineaarseks juhtimissüsteemiks.

Kui taas sisendi ja väljundi vaheline seos ei saa esitada ühe lineaarse proportsionaalsusega, vaid sisend ja väljund on seotud mingi mittelineaarsete seoste abil, siis viidatakse sellisele süsteemile kui mittelineaarne juhtimissüsteem.

Hea juhtimissüsteemi nõuded

Täpsus: Täpsus on seadme mõõtmise lubatud veeruum ja määrab piirid, mille raames tehakse vigu, kui seadme kasutatakse tavalistes töötingimustes.

Täpsust saab parandada tagasisideelementide kasutamisel. Iga juhtimissüsteemi täpsuse suurendamiseks peaks selles olema veadetektor.

Tundlikkus: Juhtimissüsteemi parameetrid muutuvad kogu aeg ümbritsevate tingimuste, sisemiste segaduste või muid parameetrite muutuste tõttu.

Seda muutust saab väljendada tundlikkuse kaudu. Iga juhtimissüsteem peaks olema tundlik ainult sisendsignaalide vastu, mitte aga muude parameetrite vastu.

Mür: Soovimatut sisendsignaali nimetatakse mürina. Hea juhtimissüsteem peaks suutma vähendada mürina mõju parema jõudluse huvides.

Stabiilsus: See on oluline juhtimissüsteemi omadus. Piiratud sisendsignaaliga peab väljund olema piiratud ja kui sisend on null, siis peab väljund olema null, siis sellist juhtimissüsteemi nimetatakse stabiilseks süsteemiks.

Laialdasus: Töötlemisfrekventsi ulatus otsustab juhtimissüsteemi laialdast. Laialdasus peaks olema võimalikult suur hea juhtimissüsteemi sagedusvastuse huvides.

Kiirus: See on aeg, mille jooksul juhtimissüsteem saavutab oma stabiilse väljundit. Hea juhtimissüsteem omab kõrget kiirust. Sellise süsteemi üleminekuperiood on väga lühike.

Oscilleerimine: Vähesed või püsivad väljundi oscilleerimised viitavad sellele, et süsteem on stabiilne.

Juhtimissüsteemide tüübid

On erinevaid juhtimissüsteemide tüüpe, kuid kõik need on loodud väljundite kontrollimiseks. Süsteem, mis kasutatakse asukoha, kiiruse, kiirenduse, temperatuuri, rõhu, pinget, ströömi jms kontrollimiseks, on juhtimissüsteemide näited.

Võtame näiteks lihtsa ruumi temperatuurikontrolleri, et selgitada mõistet. Eeldame, et on lihtne lämmestusüksus, mis kuumeneb, kuni elektrivoolu tarbimine on sisse lülitatud.

Nii kaua, kui lämmestuse elektrivoolu tarbimine on sisse lülitatud, tõuseb ruumi temperatuur ja pärast soovitud temperatuuri saavutamist lülitatakse elektrivoolu tarbimine välja.

Kui taas ruumi temperatuur langusele, lülitatakse lämmestusüksus manuaalselt sisse, et uuesti saavutada soovitud ruumi temperatuur. Nii saab manuaalselt kontrollida ruumi temperatuuri soovitud tasemel. See on manuaalne juhtimissüsteem.