Kontrolni sustavi: Što su to? (Primjeri otvorenih i zatvorenih petlji kontrolnog sustava)

Što je sustav upravljanja

Sustav upravljanja definira se kao sustav uređaja koji upravlja, naredi, smjeruje ili regulira ponašanje drugih uređaja ili sustava kako bi se postigao željeni rezultat. Sustav upravljanja to postiže putem kontrolnih petlji, koje su proces dizajniran za održavanje varijable procesa na željenoj referentnoj točki.

Drugim riječima, definicija sustava upravljanja može se pojednostaviti kao sustav koji upravlja drugim sustavima. Kako se ljudska civilizacija modernizira svakodnevno, povećala se i potražnja za automatizacijom. Automatizacija zahtijeva kontrolu nad sustavima interaktivnih uređaja.

U posljednjih godina, sustavi upravljanja igrali su ključnu ulogu u razvoju i napretku moderne tehnologije i civilizacije. Gotovo svaki aspekt našeg svakodnevnog života više ili manje utječe neki tip sustava upravljanja.

Primjeri sustava upravljanja u vašem svakodnevnog životu uključuju klima uređaj, hladnjak, klima uređaj, spremnik za vodu u kupaonici, automatsko gvožđe, te mnoge procese unutar automobila – poput tempomat sustava.

U industrijskim okruženjima, nalazimo sustave upravljanja u kontroli kvalitete proizvoda, oružja sustavima, transportnim sustavima, energijskim sustavima, svemirskoj tehnologiji, robotici i još mnogo toga.

Principi teorije upravljanja primjenjivi su na inženjerska i neinženjerska područja. Više o sustavima upravljanja možete naučiti proučavajući naše MCQ o sustavima upravljanja.

Značajke sustava upravljanja

Glavna značajka sustava upravljanja jest da bi trebalo postojati jasan matematički odnos između ulaza i izlaza sustava.

Kada se odnos između ulaza i izlaza sustava može predstaviti linearnom proporcionalnošću, sustav se naziva linearnim sustavom upravljanja.

Opet, kada se odnos između ulaza i izlaza ne može predstaviti jednom linearnom proporcionalnošću, već su ulaz i izlaz povezani nekom nelinearnom relacijom, sustav se naziva nelinearnim sustavom upravljanja.

Preduvjeti dobrog sustava upravljanja

Točnost: Točnost je mjera tolerancije instrumenta i definira granice grešaka koje se pojavljuju kada se instrument koristi u normalnim radnim uvjetima.

Točnost se može poboljšati korištenjem elemenata povratne informacije. Da bi se povećala točnost bilo kojeg sustava upravljanja, trebao bi se u sustavu upravljanja nalaziti detektor grešaka.

Osetljivost: Parametri sustava upravljanja uvijek se mijenjaju s promjenom okruženja, internih perturbacija ili bilo kojih drugih parametara.

Tu promjenu možemo izraziti u smislu osetljivosti. Bilo koji sustav upravljanja trebao bi biti nestrajan na takve parametre, ali osetljiv samo na ulazne signale.

Šum: Neželjeni ulazni signal poznat je kao šum. Dobar sustav upravljanja trebao bi moći smanjiti efekt šuma za bolju performansu.

Stabilnost: To je važna karakteristika sustava upravljanja. Za ograničeni ulazni signal, izlaz mora biti ograničen, a ako je ulaz nula, tada mora biti nula i izlaz, tako da se takav sustav upravljanja smatra stabilnim sustavom.

Debljina pasosa: Operativni opseg frekvencija odlučuje debljinu pasosa sustava upravljanja. Debljina pasosa trebala bi biti što veća moguće za frekvencijsku odzivu dobrog sustava upravljanja.

Brzina: To je vrijeme potrebno sustavu upravljanja da dosegnuti svoj stabilni izlaz. Dobri sustav upravljanja ima visoku brzinu. Transientni period za takav sustav vrlo je mali.

Oscilacije: Mala količina oscilacija ili konstantne oscilacije izlaza ukazuju na stabilnost sustava.

Vrste sustava upravljanja

Postoji različitih vrsta sustava upravljanja, ali sve su stvorene kako bi kontrolirale izlaze. Sustavi koji se koriste za kontrolu položaja, brzine, ubrzanja, temperature, tlaka, napona i struja itd. su primjeri sustava upravljanja.

Uzmimo primjer jednostavnog termostata sobe, kako bismo razjasnili koncept. Pretpostavimo da postoji jednostavni zagrijavajući element, koji se zagrijava sve dok je električna snaga isključena.

Dok je isključena snaga zagrijavajućeg elementa, temperatura sobe raste, i nakon postizanja željene temperature sobe, snaga se isključuje.

Zbog ambijentalne temperature, temperatura sobe pada, i onda se ručno zagrijavajući element isključuje kako bi se ponovno postigla željena temperatura sobe. Na taj način, jedan može ručno kontrolirati temperaturu sobe na željenom nivou. Ovo je primjer ručnog sustava upravljanja.