ساختار سیستم های کنترل

سیتم های کنترل لز تحاظ ساختار به دو بخش زیر تقسیم می شوند:

۱-   سیستم های کنترل حلقه باز ( Open Loop )

۲-   سیتم های کنترل حلقه بسته ( Closed Loop )

 

 

الف ) سیستم های کنترل حلقه باز

در این گونه سیستم ها خواسته های ما از عملکرد آن به خوبی برآورده نمی شود و تنها به دلیل سادگی و اقتصادی بودن سیستم های کنترل مدار باز، در بسیاری موارد می توان آنها را در حال کار یافت. ماشین لباسشویی مثال بارزی از یک سیستم کنترل مدار باز است. زیرا عموما مدت زمان شستشو از طریق قضاوت و تخمین فرد استفاده کننده تعیین می شود. یک ماشین لباسشویی خودکار باید بتواند دائما میزان تمیزی لباس های در حال شستشو را بررسی کند تا هر زمان که به اندازه کافی تمیز شدند، به طور خودکار خاموش شود.

اجزای یک سیستم کنترل مدار باز را معمولا می توان به دو دسته تقسیم نمود. کنترل کننده و فرآیند تحت کنترل. یک فرمان یا سیگنال ورودی r به کنترل کننده اعمال می شود، خروجی کنترل کننده به عنوان سیگنال تحریک u ، فرآیند را کنترل می کند به نحوی که متغیر کنترل c بر اساس استاندارد های از پیش تعیین شده ای عمل می کند. در موارد ساده، کنترل کننده می تواند بر حسب طبیعت سیستم، یک تقویت کننده، اتصالات مکانیکی و یا وسایل کنترلی دیگر باشد.

در موارد پیچیده تر کنترل الکترونیکی، کنترل کننده ممکن است یک حسابگر الکترونیکی نظیر یک ریز پردازنده باشد.

گاهی ممکن است علاوه بر واحد کنترل قسمت های دیگری در سیستم کنترل مدار باز وجود داشته باشد. در ادامه به توضیح اجزای یک سیستم کنترل مدار باز می پردازیم :

 

واحد ورودی ( ورودی مرجع r ) : اطلاعات از طریق کلید ها و حس کننده ها به ورودی ها منتقل می گردد. این اطلاعات معمولا به شکل سیگنال های الکتریکی است که می تواند به صورت دیجیتال یا آنالوگ باشد.

 

 

 

 

 

 

 

۲-    واحد متناسب کننده یا هم سطح کننده ( Conditioning Unit ) : این قسمت در صورتی مورد نیاز است که میزان ولتاژ یا جریان سیگنال ورودی، برای واحد کنترل کننده مناسب نباشد. بنابراین باید مقدار ولتاژ یا جریان به میزان معینی تنظیم گردد.

۳-    واحد کنترل کننده ( واحد پردازش ) : این واحد، هسته سیستم کنترل را تشکیل داده، اعمال منطقی و محاسباتی در این قسمت صورت می گیرد.

۴-    واحد تقویت: در این قسمت سیگنال های ضعیف دریافت شده از واحد پردازش، تقویت و ارسال شده تا وسایل کنترل کننده مانند شیر های کنترل شونده توسط جریان الکتریکی (Solenoid Values) یا کنتاکتور ها را کنترل، یا لامپ نشان دهنده را روشن نماید.

۵-    واحد خروجی متغییر تحت کنترل c ) : از این قسمت فرمان های سیستم کنترل به اجرا کننده های فرمان یعنی محرک ها ( Actuators ) و… ارسال می شود.

 

ب ) سیستم های کنترل حلقه بسته:

 

آنچه برای کنترل دقیق تر و قابل انعطاف تر لازم بودهو در سیستم کنترل مدار باز وجود ندارد یک اتصال یا فیدبک از خروجی، به ورودی سیستم است. برای دستیابی به کنترل دقیق تر، سیگنال تحت کنترل C(t) باید فیدبک شده، با ورودی مرجع r مقایسه شود و سیگنال تحریکی متناسب با تفاضل ورودی و خروجی به سیستم اعمال و در نتیجه، خطا تصحیح شود. سیستمی با یک یا چند مسیر فیدبک، نظیر آنچه که هم اکنون تشریح شد یک سیستم مدار بسته نامیده می شود.

همان گونه که ذکر شد در این سیستم ها، مقدار خروجی توسط عنصری اندازه گیر ( سنسور ) اندازه گیری می شود و در مقایسه ای با مقدار مطلوب، اختلاف بین خروجی و مقدار مطلوب محاسبه شده، به عنوان سیگنال خطا معرفی می گردد.

این سیگنال خطا به واحد کنترل کننده ارسال و سپس کنترل کننده در حلقه کنترل، به عنوان تصمیم گیرنده عمل می نماید. به این ترتیب که با توجه به تنظیم های از پیش تعیین شده، فرمان لازم را برای تصحیح خطا صادر می نماید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *