Системи керування: що це? (Приклади систем відкритого та замкнутого циклу)

Що таке система керування?

Система керування визначається як система пристроїв, яка керує, командує, направляє або регулює поведінку інших пристроїв або систем для досягнення бажаного результату. Система керування досягає цього за допомогою керуючих контурів, які є процесом, призначеним для підтримки змінної процесу на заданому рівні.

Іншими словами, визначення системи керування можна спростити як системи, яка керує іншими системами. З кожним днем ​​цивілізація стає все більш сучасною, а разом з цим зростає потреба у автоматизації. Автоматизація вимагає контролю над системами взаємодіючих пристроїв.

У останні роки системи керування відіграли ключову роль у розвитку та поступі сучасних технологій та цивілізації. Практично кожен аспект нашого повсякденного життя більше чи менше впливає деякий тип системи керування.

Приклади систем керування у вашому повсякденному житті включають кондиціонер, холодильник, кондиціонер, бак для туалета, автоматичний паровий збійник та багато процесів у автомобілі - наприклад, круїз-контроль.

У промислових умовах ми знаходимо системи керування в контрольованості якості продукції, системах зброї, транспортних системах, енергетичних системах, космічних технологіях, робототехніці та багатьох інших.

Принципи теорії керування застосовні як до інженерних, так і до неінженерних галузей. Ви можете дізнатися більше про системи керування, вивчаючи наші MCQ з систем керування.

Особливості системи керування

Основна особливість системи керування полягає в тому, що має бути чітке математичне співвідношення між входом та виходом системи.

Коли співвідношення між входом та виходом системи може бути представлено лінійною пропорційністю, система називається лінійною системою керування.

Знову ж таки, коли співвідношення між входом та виходом не може бути представлено однією лінійною пропорційністю, а замість цього вход та вихід пов'язані деяким нелінійним співвідношенням, система називається нелінійною системою керування.

Вимоги до хорошій системи керування

Точність: Точність - це допустима похибка приладу, яка визначає межі помилок, які виникають при використанні приладу в нормальних умовах роботи.

Точність можна покращити за допомогою елементів зворотного зв'язку. Для збільшення точності будь-якої системи керування повинен бути присутній детектор помилок у системі керування.

Чутливість: Параметри системи керування завжди змінюються зі зміною оточуючих умов, внутрішніх збурень або будь-яких інших параметрів.

Ця зміна може бути виражена через чутливість. Будь-яка система керування повинна бути невиразливою до таких параметрів, але чутливою лише до сигналів входу.

Шум: Небажаний сигнал входу називається шумом. Хороша система керування повинна здатна зменшити вплив шуму для кращої продуктивності.

Стабільність: Це важлива характеристика системи керування. При обмеженому сигнальному вході, вихід повинен бути обмежений, а якщо вход є нульовим, то вихід також повинен бути нульовим, тоді така система керування називається стабільною системою.

Ширина смуги пропускання: Операційний діапазон частот визначає ширину смуги пропускання системи керування. Ширина смуги пропускання повинна бути максимально великою для частотної характеристики гарної системи керування.

Швидкість: Це час, потрібний системі керування, щоб досягти свого стабільного виходу. Гарна система керування має високу швидкість. Транзіентний період для такої системи дуже малий.

Осциляція: Мала кількість осциляцій або сталі осциляції виходу зазвичай вказує на стабільність системи.

Типи систем керування

Існує багато типів систем керування, але всі вони створені для керування виходами. Системи, які використовуються для керування положенням, швидкістю, прискоренням, температурою, тиском, напругою, струмом тощо, є прикладами систем керування.

Розглянемо приклад простого контролера температури кімнати, щоб пояснити цю концепцію. Припустимо, що є простий нагрівальний елемент, який нагрівається, поки електричне живлення увімкнено.

Поки живлення