Kontrollsystemer: Hva er de? (Eksempler på åpne og lukkede kontrollsystemer)

Hva er et styresystem?

Et styresystem defineres som et system av enheter som administrerer, kommanderer, styrer eller regulerer oppførselen til andre enheter eller systemer for å oppnå et ønsket resultat. Et styresystem oppnår dette gjennom styresløyfer, som er en prosess designet for å opprettholde en prosessvariabel på et ønsket sett punkt.

Med andre ord kan definisjonen av et styresystem forenkles som et system som kontrollerer andre systemer. Som menneskelig sivilisasjon blir modernisert dag for dag, har behovet for automatisering økt sammen med det. Automatisering krever kontroll over systemer av interagerende enheter.

I de senere årene har styresystemer spilt en sentral rolle i utviklingen og fremgangen av moderne teknologi og sivilisasjon. Praktisk talt hver aspekt av vårt daglige liv er mer eller mindre påvirket av noen form for styresystem.

Eksempler på styresystemer i ditt daglige liv inkluderer en luftkondisjonering, en kjøleskap, en luftkondisjonering, en toaletttank, en automatisk strykejern, og mange prosesser innenfor en bil – som fartstyring.

I industrielle miljøer finner vi styresystemer i kvalitetskontroll av produkter, våpen systemer, transport systemer, energisystemer, romteknologi, robotikk, og mye mer.

Prinsippene for styreteori er anvendbare både i ingeniør- og ikke-ingeniør fagfelt. Du kan lære mer om styresystemer ved å studere våre styresystem MCQs.

Egenskaper ved et styresystem

Den viktigste egenskapen ved et styresystem er at det skal være en klar matematisk relasjon mellom inngangen og utgangen av systemet.

Når forholdet mellom inngang og utgang av systemet kan representeres ved en lineær proporsjonalitet, kalles systemet et lineært styresystem.

Igjen, når forholdet mellom inngang og utgang ikke kan representeres ved en enkelt lineær proporsjonalitet, men snarere at inngang og utgang er relatert av noen ikke-lineær relasjon, refereres systemet som et ikke-lineært styresystem.

Krav til et godt styresystem

Nøyaktighet: Nøyaktighet er måleinstrumentets toleranse og definerer grensene for feil som begås når instrumentet brukes under normale driftsforhold.

Nøyaktighet kan forbedres ved å bruke tilbakemeldingskomponenter. For å øke nøyaktigheten til ethvert styresystem bør det være tilstede en feiloppdager i styresystemet.

Følsomhet: Parametrene for et styresystem endrer seg alltid med endring i omgivelsesforhold, interne forstyrrelser eller andre parametre.

Denne endringen kan uttrykkes ved hjelp av følsomhet. Ethvert styresystem bør være ufølsomt for slike parametre, men følsomt kun for inngangssignaler.

Støy: En uønsket inngangssignal kalles støy. Et godt styresystem bør kunne redusere støyeffekten for bedre ytelse.

Stabilitet: Dette er en viktig karakteristikk for et styresystem. For en begrenset inngangssignal, må utgangen være begrenset, og hvis inngangen er null, må utgangen være null. Slik et styresystem kalles et stabilt system.

Båndbredde: En operativ frekvensområde bestemmer båndbredden til styresystemet. Båndbredden bør være så stor som mulig for frekvensresponsen til et godt styresystem.

Hastighet: Dette er tiden det tar for et styresystem å oppnå sin stabile utgang. Et godt styresystem har høy hastighet. Overgangsperioden for et slik system er veldig liten.

Oscillasjon: En liten mengde oscillasjoner eller konstante oscillasjoner av utgangen tyder på at systemet er stabilt.

Typer styresystemer

Det er ulike typer styresystemer, men alle av dem er laget for å kontrollere utganger. Systemet brukt for å kontrollere posisjon, hastighet, akselerasjon, temperatur, trykk, spenning, strøm, osv. er eksempler på styresystemer.

La oss ta et eksempel på den enkle temperaturkontrolleren av rommet, for å klargjøre konseptet. Anta at det er en enkel varmeelement, som heves opp så lenge elektrisk strømforsyning er slått på.

Så lenge strømforsyningsswitchen til varmeanlegget er på, stiger temperaturen i rommet, og etter at den ønskede temperaturen i rommet er oppnådd, slås strømforsyningen av.

På grunn av ytre temperatur, faller romtemperatur, og deretter slås varmeanlegget manuelt på for å oppnå den ønskede romtemperaturen igjen. På denne måten kan en manuelt kontrollere romtemperaturen på ønsket nivå. Dette er et eksempel på et manuelt styresystem.

Dette systemet kan videre forbedres ved å bruke en timer-styring av strømforsyningen, hvor strømforsyningen til varmeanlegget slås på og av i forhåndsbestemte intervaller for å oppnå det ønskede temperaturnivået i rommet.

Det er en annen forbedret måte å kontrollere romtemperaturen. Her måler en