Kontrol Sistemleri: Nedirler? (Açık Döngü ve Kapalı Döngü Kontrol Sistemi Örnekleri)

Bir Kontrol Sistemi Nedir?

Kontrol sistemi, diğer cihazların veya sistemlerin davranışını yöneten, komuta eden, yönlendiren veya düzenleyen cihazlar sistemidir. Bir kontrol sistemi, bir proses değişkenini istenen bir set noktasında tutmak için tasarlanmış kontrol döngüleri aracılığıyla bu sonucu elde eder.

Başka bir deyişle, kontrol sisteminin tanımı, diğer sistemleri kontrol eden bir sistem olarak basitleştirilebilir. İnsan medeniyeti gün geçtikçe modernleşirken, otomasyon talebi de artmaktadır. Otomasyon, etkileşimli cihazların sistemlerini kontrol etmeyi gerektirir.

Son yıllarda, kontrol sistemleri modern teknoloji ve medeniyetin gelişiminde merkezi bir rol oynamıştır. Günlük hayatımızın her yönü, bir tür kontrol sistemi tarafından daha az veya daha çok etkilidir.

Günlük hayatınızda kontrol sistemleri örnekleri arasında bir klima, bir buzdolabı, bir banyo tuvalet su tankı, otomatik ütü ve bir arabanın birçok işlemi - örneğin seyir kontrolü - bulunmaktadır.

Endüstriyel ortamlarda, ürünlerin kalite kontrolünde, silah sistemlerinde, ulaşım sistemlerinde, enerji sistemlerinde, uzay teknolojisinde, robotikte ve daha fazlasında kontrol sistemleri bulabiliriz.

Kontrol teorisinin ilkeleri hem mühendislik hem de mühendislik dışı alanlara uygulanabilir. Kontrol sistemleri hakkında daha fazla bilgi edinmek için kontrol sistemleri MCQ'lerimizi inceleyebilirsiniz.

Kontrol Sisteminin Özellikleri

Bir kontrol sisteminin ana özelliği, sistemin girişi ile çıkışı arasında net bir matematiksel ilişki olmasıdır.

Sistemin giriş ve çıkış arasındaki ilişki doğrusal orantısallıkla temsil edilebileceği zaman, sistem doğrusal bir kontrol sistemi olarak adlandırılır.

Yine, giriş ve çıkış arasındaki ilişki tek bir doğrusal orantısallıkla temsil edilemez, bunun yerine giriş ve çıkış bazı doğrusal olmayan bir ilişkiye sahip olduğunda, sistem doğrusal olmayan bir kontrol sistemi olarak adlandırılır.

İyi Bir Kontrol Sistemi İçin Gereklilikler

Kesinlik: Kesinlik, ölçüm toleransıdır ve normal çalışma koşullarında cihaz kullanıldığında yapılan hata sınırlarını tanımlar.

Kesinlik, geri bildirim elemanları kullanılarak artırılabilir. Herhangi bir kontrol sisteminin kesinliğini artırmak için sistemde hata dedektörü bulunmalıdır.

Duyarlılık: Bir kontrol sisteminin parametreleri, çevre koşullarındaki değişim, iç karışıklık veya başka herhangi bir parametre ile sürekli olarak değişir.

Bu değişiklik, duyarlılık terimleriyle ifade edilebilir. Herhangi bir kontrol sistemi, bu parametrelere karşı duyarlı olmamalı, ancak sadece giriş sinyallerine duyarlı olmalıdır.

Gürültü: İstenmeyen bir giriş sinyali gürültü olarak adlandırılır. İyi bir kontrol sistemi, daha iyi performans için gürültünün etkisini azaltabilmelidir.

Kararlılık: Bu, kontrol sisteminin önemli bir özelliğidir. Sınırlı bir giriş sinyali için, çıkış da sınırlı olmalı ve eğer giriş sıfır ise, çıkış da sıfır olmalı, böyle bir kontrol sistemi kararlı sistem olarak adlandırılır.

Bant Genişliği: İşlevsel frekans aralığı, kontrol sisteminin bant genişliğini belirler. İyi bir kontrol sisteminin bant genişliği mümkün olduğunca büyük olmalıdır.

Hız: Bu, kontrol sisteminin kararlı bir çıkış elde etmesi için geçen zamandır. İyi bir kontrol sistemi yüksek hızda çalışır. Bu tür bir sistem için geçici dönem oldukça küçüktür.

Titreşim: Çıkışta küçük sayıda titreşim veya sürekli titreşim, sistemin kararlı olduğunu gösterir.

Kontrol Sistemleri Türleri

Çeşitli kontrol sistemleri vardır, ancak hepsi çıktıları kontrol etmek için oluşturulmuştur. Pozisyon, hız, ivme, sıcaklık, basınç, voltaj ve akım gibi şeyleri kontrol etmek için kullanılan sistemler, kontrol sistemleri örnekleridir.

Odanın basit bir sıcaklık kontrolörünü örnek alalım, konsepti açıklamak için. Diyelim ki, elektrik güç kaynağı açık olduğu sürece ısıtılan basit bir ısıtma elemanı var.

Isıtıcı güç kaynağı açıldığı sürece odanın sıcaklığı artar ve odanın istenen sıcaklığına ulaştığında, güç kaynağı kapılır.

Ayrıca çevresel sıcaklık nedeniyle odanın sıcaklığı düşer ve yeniden manuel olarak ısıtma elemanı açılarak istenen odasının sıcaklığı sağlanır. Bu şekilde, odanın sıcaklığını istediğiniz seviyede manuel olarak kontrol edebilirsiniz. Bu, manuel bir kontrol sistemi örneğidir.

Bu sistem, güç kaynağının belirlenmiş aralıklarla açılıp kapanmasını sağlayan bir zamanlayıcı devre düzeni kullanılarak geliştirilebilir, böylece odanın istenen sıcaklık seviyesi sağlanır.

Odaların sıcaklığının kontrol edilmesi için daha gelişmiş bir yöntem de bulunmaktadır. Burada, bir