Mikä on suljetun silmukan ohjausjärjestelmä ja sen toiminta

Mikä on suljetun silmukan ohjausjärjestelmä ja sen toiminta

Elementtien lukumäärä, jotka yhdistetään muodostamaan järjestelmä halutun ulostulon muodostamiseksi, tunnetaan ohjausjärjestelmänä. Ohjausjärjestelmä voi ohjata minkä tahansa järjestelmän lähtöä, koska jokaisella tämän järjestelmän elementillä on vaikutus lähtöön. Joskus ohjausjärjestelmä käyttää takaisinkytkentäsilmukkaa saadakseen järjestelmän vakauden, johdonmukaisuuden ja vakauden ensisijaisen tuotoksen muodostamiseksi. Tässä takaisinkytkentäsilmukka on lähtösignaalin osa. Palautteen käsite on erittäin tärkeä kaikissa ohjausjärjestelmissä, jotta saadaan vakaus. Ohjausjärjestelmät luokitellaan kahteen tyyppiin palautteen liitännän perusteella, nimittäin suljetun piirin ohjausjärjestelmä ja avoimen piirin ohjausjärjestelmä



Mikä on suljetun silmukan ohjausjärjestelmä?

Määritelmä: Suljetun piirin ohjausjärjestelmä voidaan määritellä järjestelmäksi, jolla on takaisinkytkentäsilmukka (tai) a ohjausjärjestelmä joka käyttää takaisinkytkentäsignaalia tuotoksen tuottamiseen. Tämän järjestelmän vakautta voidaan hallita palautejärjestelmällä. Joten antamalla palautejärjestelmä, mikä tahansa avoimen silmukan ohjausjärjestelmä voidaan muuttaa suljetuksi silmukaksi.


Haluttu tuotos voidaan saavuttaa ja ylläpitää arvioimalla todellinen kunto ja tuotettu tuotos. Jos tuotettu lähtö siirretään pois todellisesta lähdöstä, tämä ohjausjärjestelmä tuottaa viallisen signaalin, joka syötetään signaalin i / p: hen. Kun virhesignaali on lisätty tulosignaaliin, seuraava silmukkaulostulo voidaan korjata, joka tunnetaan automaattisina ohjausjärjestelminä.





Lohkokaavio

suljetun piirin järjestelmän lohkokaavio näkyy alla. Suljetun piirin ohjausjärjestelmän peruselementtejä ovat virheenilmaisin, ohjain, palauteelementit ja voimalaitos .

Suljetun silmukan ohjausjärjestelmän lohkokaavio

Suljetun silmukan ohjausjärjestelmän lohkokaavio



Kun ohjausjärjestelmässä on takaisinkytkentäsilmukka, järjestelmiä kutsutaan takaisinkytkentäjärjestelmiksi. Joten lähtöä voidaan hallita tarkasti antamalla palautetta tulolle. Tämän tyyppinen ohjausjärjestelmä voi sisältää useamman kuin yhden palautteen.

Yllä olevassa kaaviossa virhe ilmaisin generoi virhesignaalin, joten tämä on tulo- ja takaisinkytkentäsignaalin muunnelma. Tämä takaisinkytkentäsignaali voidaan saada ohjausjärjestelmän palauteelementeistä pitämällä järjestelmän lähtöä tulona. Vaihtoehtona tulolle tämä virhesignaali voidaan antaa ohjaimen tulona.


Tämän seurauksena ohjain tuottaa käyttösignaalin laitoksen ohjaamiseksi. Tässä järjestelyssä ohjausjärjestelmän lähtö voidaan korjata automaattisesti parhaan tuloksen saamiseksi. Siksi nämä järjestelmät nimetään myös automaattisiksi ohjausjärjestelmiksi. Paras esimerkki suljetun piirin ohjausjärjestelmästä on liikennevalojen ohjausjärjestelmä, joka sisältää anturin tulossa.

Suljetun silmukan ohjausjärjestelmän tyypit

Suljetun piirin ohjausjärjestelmät luokitellaan kahteen tyyppiin riippuen takaisinkytkentäsignaalin luonteesta, kuten positiivinen takaisinkytkentäsignaali ja negatiivinen takaisinkytkentäsignaali.

Positiivinen palautesignaali

Suljetun piirin järjestelmä, joka sisältää positiivisen takaisinkytkentäsignaalin, voidaan liittää järjestelmän tuloon, tunnetaan positiivisen palautteen järjestelmänä. Tämä järjestelmä on myös nimetty regeneratiiviseksi palautteeksi. Paras esimerkki tästä positiivisesta palautteesta elektronisissa piireissä on operatiivinen vahvistin. Koska tämä silmukka voidaan saavuttaa liittämällä osa lähtöjännitteestä ei-invertoivan liittimen tuloon takaisinkytkentäsilmukan kautta vastusta käyttäen.

Negatiivinen palautesignaali

Suljetun piirin järjestelmä, joka sisältää negatiivisen takaisinkytkentäsignaalin, voidaan liittää järjestelmän tuloon, on nimetty negatiiviseksi takaisinkytkentäjärjestelmäksi. Tällainen järjestelmä on myös nimetty degeneratiiviseksi palautteeksi. Tämäntyyppiset järjestelmät ovat erittäin vakaita ja lisäävät myös lujuutta.

Näitä järjestelmiä käytetään elektronisten koneiden, kuten virtageneraattoreiden, jännitegeneraattoreiden, ohjaamiseen ja myös koneen nopeuden ohjaamiseen. Suljetun piirin ohjausjärjestelmiä käytetään alla mainittujen vaatimusten täyttämiseen.

Siirto-toiminto

Järjestelmän käyttäytyminen voidaan osoittaa sen siirtotoiminnon avulla. Se voidaan määritellä ohjausjärjestelmän tulon ja lähdön matemaattiseksi suhteeksi. Ohjausjärjestelmä voidaan laskea suhteella o / p / i / p. Siksi ohjausjärjestelmän ulostulo on syöttö- ja siirtofunktion tuote.

Ohjausjärjestelmä

Ohjausjärjestelmä

Esimerkki suljetun piirin ohjausjärjestelmästä on esitetty alla.

Yllä olevassa järjestelmässä

C (S) = E (S) * G (S)

E (S) = R (S) - H (S) * C (S)

Korvaa tämä E (S) -arvo C (S): ssä, niin voimme saada

C (S) = [R (S) - H (S) * C (S)] * G (S)

C (S) = R (S) G (S) - H (S) * C (S) * G (S)

Edellä olevasta yhtälöstä

R (S) G (S) = C (S) + H (S) * C (S) * G (S)

R (S) G (S) = C (S) [1 + H (S) * G (S)]

C (S) / R (S) = G (S) / [1 + H (S) * G (S)]

Tämä on tämän järjestelmän siirtotoiminto negatiivisella palautteella. Vastaavasti positiivisen palautteen osalta siirtofunktion yhtälö voidaan kirjoittaa muodossa

C (S) / R (S) = G (S) / [1 - H (S) * G (S)]

Esimerkkejä suljetun silmukan ohjausjärjestelmistä

On olemassa erilaisia ​​elektronisia laitteita, jotka käyttävät suljetun piirin ohjausjärjestelmää. Joten suljetun piirin ohjausjärjestelmien sovellukset Sisällytä seuraavat.

  • Servojännitevakaajassa jännitteen vakauttaminen voidaan saavuttaa antamalla järjestelmälle lähtöjännitepalautetta
  • vuonna vedenkorkeuden säädin , vesitaso voidaan päättää syöttöveden avulla
  • AC-lämpötilaa voidaan säätää huoneen lämpötilan mukaan.
  • Moottorin nopeutta voidaan ohjata kierroslukumittarilla tai virta-anturilla, jossa anturi havaitsee moottorin nopeuden ja lähettää palautetta ohjausjärjestelmälle nopeuden muuttamiseksi.
  • Joitakin muita esimerkkejä näistä järjestelmistä ovat termostaattilämmitin ja aurinkokunta. ohjusheitin, automaattimoottori, automaattinen leivänpaahdin, vedenohjausjärjestelmä turbiinia käyttäen.
  • Automaattista silitysrautaa voidaan säätää automaattisesti lämmittimen lämpötilan avulla.

Edut

suljetun piirin ohjausjärjestelmän edut Sisällytä seuraavat.

  • Nämä järjestelmät ovat erittäin tarkkoja ja vähemmän alttiita virheille.
  • Virheet voidaan korjata palautesignaalilla
  • Suuri kaistanleveys
  • Se tukee automaatiota
  • Korkea melumarginaali
  • Ne eivät voi vaikuttaa melun avulla.

Haitat

suljetun piirin ohjausjärjestelmän haitat Sisällytä seuraavat.

  • Tämän järjestelmän suunnittelu on monimutkaista
  • Ne ovat hyvin monimutkaisia
  • Kallis
  • Tarvitaan valtavaa huoltoa
  • Ohjausjärjestelmä värähtelee joskus takaisinkytkentäsignaalien takia.
  • Järjestelmän suunnittelussa tarvitaan enemmän ponnisteluja ja aikaa.

Näin ollen kyse on kaikesta yleiskatsaus suljetun piirin ohjausjärjestelmään mukaan lukien lohkokaavio, tyypit, siirtofunktio, edut, haitat ja sen sovellukset Suljetun piirin ohjausjärjestelmän ominaisyhtälö on vain siirtofunktion nimittäjän asettaminen nollaksi. Tässä on kysymys sinulle, mikä on avoimen silmukan ohjausjärjestelmä?