Kontrol Sistemleri Türleri | Doğrusal ve Doğrusal Olmayan Kontrol Sistemi

Bir kontrol sistemi, diğer cihazların davranışını yöneten, komut veren, yönlendiren veya düzenleyen cihazlar sistemidir. Başka bir deyişle, bir kontrol sisteminin tanımı, diğer sistemleri belirli bir duruma getirmek için kontrol eden bir sistem olarak basitleştirilebilir. Çeşitli kontrol sistemleri türü vardır ve bunlar genel olarak lineer kontrol sistemleri veya lineer olmayan kontrol sistemleri olarak sınıflandırılabilir. Bu kontrol sistemleri türleri aşağıda detaylı olarak ele alınmıştır.

Lineer Kontrol Sistemleri

Lineer kontrol sistemini anlamak için önce süperpozisyon ilkesini anlamalıyız. Süperpozisyon teoremi, iki önemli özelliği içerir ve bunlar aşağıda açıklanmıştır:
Homojenlik: Bir sisteme belirli bir sabit A ile giriş verdiğimizde çıkışın aynı sabit (yani A) ile çarpılması durumunda sistem homojen olarak adlandırılır.
Toplanabilirlik: Sistem S'ye ilk olarak a₁ girişini verdik ve bu girişe karşılık b₁ çıktısını elde ettik. İkinci kez a₂ girişini verdik ve bu girişe karşılık b₂ çıktısını elde ettik.

Şimdi, bu sefer önceki girişlerin toplamı (yani a₁ + a₂) olarak giriş veriyoruz ve bu girişe karşılık (b₁ + b₂) çıktısını alıyoruz. Bu durumda, sistem S toplanabilirlik özelliğini takip etmektedir. Şimdi, lineer kontrol sistemlerini, homojenlik ve toplanabilirlik ilkesini takip eden sistemler olarak tanımlayabiliriz.

Lineer Kontrol Sistemi Örnekleri

Sadece dirençli bir ağ ve sabit bir DC kaynağı düşünün. Bu devre, homojenlik ve toplanabilirlik ilkesini takip eder. İstenmeyen tüm etkiler ihmal edilir ve her bir elemanın ideal davranışının kabul edildiği, doğrusal gerilim ve akım karakteristiği alacağımız söylenebilir. Bu, lineer kontrol sistemi örneğidir.

Lineer Olmayan Kontrol Sistemleri

Bir lineer olmayan kontrol sistemi, homojenlik ilkesini takip etmeyen bir kontrol sistemi olarak tanımlanabilir. Gerçek hayatta, tüm kontrol sistemleri lineer olmayan sistemlerdir (lineer kontrol sistemleri sadece teoride mevcuttur). tanımlama fonksiyonu, belirli bazı lineer olmayan kontrol problemlerinin analizinde yaklaşık bir prosedürdür.

Lineer Olmayan Sistem Örnekleri

Bir lineer olmayan sistemin iyi bilinen bir örneği, bir manyetizasyon eğrisi veya bir DC makinesinin boş yük eğrisidir. Burada, DC makinelerinin boş yük eğrisi hakkında kısa bir açıklama yapacağız: Boş yük eğrisi, hava boşluğu akım ve alan bobin mmf arasındaki ilişkiyi gösterir. Aşağıdaki eğri, bobin mmf ile hava boşluğu akımı arasında başlangıçta doğrusal bir ilişki olduğunu, ancak bu aşamadan sonra doygunluk gelerek eğrinin veya lineer olmayan kontrol sisteminin karakteristiğinin lineer olmayan davranışını gösterir.

Analog veya Sürekli Sistem

Bu kontrol sistemleri türlerinde, sistemimize sürekli bir sinyal girişi verilir. Bu sinyaller, zamanın sürekli bir fonksiyonudur. Sürekli giriş sinyali için çeşitli kaynaklar olabilir, sinusoidal tipteki sinyal giriş kaynağı, kare tipteki sinyal giriş kaynağı; sinyal sürekli üçgen şeklinde olabilir vb.

Dijital veya Ayrık Sistem

Bu tür kontrol sistemlerinde, sisteme ayrık bir sinyal (veya sinyal dalga şekli olabilir) girişi verilir. Bu sinyaller, zamanın ayrık aralıklarına sahiptir. Sürekli giriş sinyali kaynaklarını, sinusoidal tipteki sinyal giriş kaynağı, kare tipteki sinyal giriş kaynağı vb. anahtarı kullanarak ayrık forma dönüştürebiliriz.
Şimdi, ayrık veya dijital sistemlerin analog sistemlere göre çeşitli avantajları vardır ve bu avantajlar aşağıda listelenmiştir:

1. Dijital sistemler, analog sistemlere kıyasla lineer olmayan kontrol sistemlerini daha etkili bir şekilde yönetebilir.

2. Ayrık veya dijital sistemlerin güç ihtiyacı, analog sistemlere kıyasla daha azdır.

3. Dijital sistemler, analog sistemlere kıyasla daha yüksek bir doğruluk oranına sahiptir ve çeşitli karmaşık hesaplamaları kolayca gerçekleştirebilir.

4. Dijital sistemlerin güvenilirliği, analog sistemlere kıyasla daha yüksektir. Ayrıca küçük ve kompakt boyutlara sahiptirler.

5. Dijital sistemler, mantıksal işlemler üzerine çalıştıklarından dolayı doğruluk oranlarını çok katına çıkarırlar.

6. Genel olarak, ayrık sistemlerde analog sistemlere kıyasla kayıplar daha azdır.

Tek Giriş Tek Çıkış Sistemleri

Bu sistemler, ayrıca SISO tipi sistem olarak da bilinir. Bu sistemlerde, tek bir giriş için tek bir çıkış vardır. Bu tür bir sistem örnekleri, sıcaklık kontrolü, konum kontrol sistemi vb. olabilir.

Birden Çok Giriş Birden Çok Çıkış Sistemleri

Bu sistemler, ayrıca MIMO tipi sistem olarak da bilinir. Bu sistemlerde, birden çok giriş için birden çok çıkış vardır. Bu tür bir sistem örnekleri, PLC tipi sistemler vb. olabilir.

Yığılmış Parametre Sistemi

Bu tür kontrol sistemlerinde, çeşitli aktif ve pasif bileşenler, bir noktada yoğunlaştırıldığı varsayılır ve bu nedenle bu sistemler yığılmış parametre tipi sistem olarak adlandırılır. Bu tür bir sistemin analizi, diferansiyel denklemleri içerdiği için oldukça kolaydır.

Dağıtılmış Parametre Sistemi

Bu tür kontrol sistemlerinde, çeşitli aktif (indüktörler ve kondansatörler gibi) ve pasif parametreler (dirençler), uzunluk boyunca düzgün bir şekilde dağıtıldığı varsayılır ve bu nedenle bu sistemler dağıtılmış parametre tipi sistem olarak adlandırılır. Bu tür bir sistemin analizi, kısmi diferansiyel denklemleri içerdiği için biraz zordur.

Açıklama: Orijinali saygın, paylaşmaya değer iyi makaleler, telif hakkı ihlali varsa silme talebinde bulunun.