नियंत्रण प्रणालियों के प्रकार | रैखिक और गैर-रैखिक नियंत्रण प्रणाली
एक नियंत्रण प्रणाली उपकरणों का एक सिस्टम है जो अन्य उपकरणों की व्यवहार को प्रबंधित, निर्देशित, नियंत्रित या विनियमित करता है ताकि वांछित परिणाम प्राप्त किया जा सके। दूसरे शब्दों में, नियंत्रण प्रणाली की परिभाषा को सरल रूप से एक सिस्टम के रूप में समझा जा सकता है जो अन्य सिस्टमों को नियंत्रित करता है ताकि वांछित स्थिति प्राप्त की जा सके। विभिन्न नियंत्रण प्रणालियों के प्रकार होते हैं, जिन्हें व्यापक रूप से रैखिक नियंत्रण प्रणालियाँ या गैर-रैखिक नियंत्रण प्रणालियाँ के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। इन प्रकार की नियंत्रण प्रणालियों का विस्तार से विवरण नीचे दिया गया है।
रैखिक नियंत्रण प्रणालियाँ
रैखिक नियंत्रण प्रणाली को समझने के लिए, हमें पहले सुपरपोजिशन का सिद्धांत समझना चाहिए। सुपरपोजिशन प्रमेय में दो महत्वपूर्ण गुण होते हैं और वे नीचे समझाए गए हैं:
समानता: यदि हम किसी नियंत्रण प्रणाली में इनपुट को किसी नियतांक A से गुणा करें तो आउटपुट भी उसी नियतांक (i.e. A) से गुणा होगा।
योगशीलता: मान लीजिए हमारे पास एक प्रणाली S है और हम इस प्रणाली को पहली बार इनपुट a1 देते हैं और इसके लिए आउटपुट b1 प्राप्त करते हैं। दूसरी बार हम इनपुट a2 देते हैं और इसके लिए आउटपुट b2 प्राप्त करते हैं।
अब मान लीजिए कि इस बार हम पिछले इनपुटों का योग (i.e. a1 + a2) देते हैं और इस इनपुट के लिए आउटपुट (b1 + b2) प्राप्त होता है तो हम कह सकते हैं कि प्रणाली S योगशीलता के गुण का पालन कर रही है। अब हम रैखिक नियंत्रण प्रणालियों को वे प्रणालियाँ के रूप में परिभाषित कर सकते हैं जो समानता और योगशीलता के सिद्धांत का पालन करती हैं।
रैखिक नियंत्रण प्रणाली के उदाहरण
एक शुद्ध प्रतिरोधी नेटवर्क को एक नियत DC स्रोत से लें। यह सर्किट समानता और योगशीलता के सिद्धांत का पालन करता है। सभी अवांछित प्रभावों को नगण्य मानते हुए और प्रत्येक तत्व के आदर्श व्यवहार का मान लेते हुए, हम कह सकते हैं कि हम रैखिक वोल्टेज और विद्युत धारा विशेषताओं को प्राप्त करेंगे। यह एक रैखिक नियंत्रण प्रणाली का उदाहरण है।
गैर-रैखिक नियंत्रण प्रणालियाँ
हम एक गैर-रैखिक नियंत्रण प्रणाली को सरल रूप से ऐसी नियंत्रण प्रणाली के रूप में परिभाषित कर सकते हैं जो समानता के सिद्धांत का पालन नहीं करती है। वास्तविक जीवन में, सभी नियंत्रण प्रणालियाँ गैर-रैखिक प्रणालियाँ होती हैं (रैखिक नियंत्रण प्रणालियाँ केवल सिद्धांत में मौजूद होती हैं)। वर्णनात्मक फ़ंक्शन निश्चित गैर-रैखिक नियंत्रण समस्याओं के विश्लेषण के लिए एक अनुमानित प्रक्रिया है।
गैर-रैखिक प्रणाली के उदाहरण
गैर-रैखिक प्रणाली का एक अच्छी तरह से ज्ञात उदाहरण एक चुंबकीकरण वक्र या डीसी मशीन का नो-लोड वक्र है। हम यहाँ डीसी मशीनों के नो-लोड वक्र के बारे में संक्षेप में चर्चा करेंगे: नो-लोड वक्र हमें वायु अंतर फ्लक्स और फील्ड वाइंडिंग mmf के बीच के संबंध को देता है। नीचे दिए गए वक्र से यह बहुत स्पष्ट है कि शुरुआत में, वाइंडिंग mmf और वायु अंतर फ्लक्स के बीच एक रैखिक संबंध होता है लेकिन इसके बाद, संतृप्ति आती है जो गैर-रैखिक नियंत्रण प्रणाली के वक्र या विशेषताओं के गैर-रैखिक व्यवहार को दर्शाती है।
एनालॉग या निरंतर प्रणाली
इन प्रकार की नियंत्रण प्रणालियों में, हमारे पास प्रणाली के लिए एक निरंतर सिग्नल होता है। ये सिग्नल समय के एक निरंतर फ़ंक्शन होते हैं। हमारे पास निरंतर इनपुट सिग्नल के विभिन्न स्रोत हो सकते हैं जैसे साइनसाइडल प्रकार का सिग्नल इनपुट स्रोत, वर्गाकार प्रकार का सिग्नल इनपुट स्रोत; सिग्नल निरंतर त्रिकोण के रूप में भी हो सकता है आदि।
डिजिटल या विविक्त प्रणाली
इन प्रकार की नियंत्रण प्रणालियों में, हमारे पास प्रणाली के लिए एक विविक्त सिग्नल (या सिग्नल पल्स के रूप में हो सकता है) होता है। ये सिग्नल समय के विविक्त अंतराल होते हैं। हम विभिन्न स्रोतों को जैसे साइनसाइडल प्रकार का सिग्नल इनपुट स्रोत, वर्गाकार प्रकार का सिग्नल इनपुट स्रोत आदि को स्विच का उपयोग करके विविक्त रूप में परिवर्तित कर सकते हैं।
अब डिजिटल या विविक्त प्रणाली के एनालॉग प्रणाली की तुलना में विभिन्न लाभ होते हैं और ये लाभ नीचे दिए गए हैं:
डिजिटल प्रणालियाँ एनालॉग प्रकार की प्रणालियों की तुलना में गैर-रैखिक नियंत्रण प्रणालियों को अधिक प्रभावी रूप से संभाल सकती हैं।
विविक्त या डिजिटल प्रणाली की तुलना में एनालॉग प्रणालियों की तुलना में शक्ति की आवश्यकता कम होती है।
डिजिटल प्रणाली में उच्च रिक्ति दर होती है और वे विभिन्न जटिल गणनाओं को आसानी से कर सकती हैं जिसकी तुलना में एनालॉग प्रणालियों की तुलना में अधिक सटीकता होती है।
डिजिटल प्रणाली की तुलना में एनालॉग प्रणालियों की तुलना में अधिक विश्वसनीयता होती है। वे छोटे और संक्षिप्त आकार के होते हैं।
डिजिटल प्रणाली तार्किक ऑपरेशनों पर काम करती हैं जो उनकी सटीकता को बहुत बार बढ़ाती है।
विविक्त प्रणालियों में तुलना में एनालॉग प्रणालियों की तुलना में आम तौर पर नुकसान कम होता है।
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