Ένα σύστημα είναι ένας συνδυασμός διαφορετικών στοιχείων ή συσκευών που λειτουργούν για να αλληλοσυμπληρώνονται για να εκτελέσουν μια μοναδική εργασία που έχει ανατεθεί στο σύστημα. Ένα σύστημα μπορεί να έχει ελεγχόμενη έξοδο ή μη ελεγχόμενη έξοδο. Τα συστήματα που έχουν ελεγχόμενη έξοδο είναι συστήματα ελέγχου. Αυτό το άρθρο θα εξηγήσει το σύστημα ελέγχου ανοιχτού βρόχου, τα παραδείγματα, τα πλεονεκτήματα, τα μειονεκτήματα και τις εφαρμογές του.
Τι είναι ένα Σύστημα Ελέγχου;
Ένα σύστημα ελέγχου αποτελείται από μια είσοδο, έναν ελεγκτή ή επεξεργαστή και μια έξοδο. Λειτουργεί δίνοντας ένα σήμα εισόδου σε έναν ελεγκτή. Στη συνέχεια, ο ελεγκτής παράγει ένα σήμα ελέγχου το οποίο παράγει έξοδο εντός καθορισμένων ορίων. Για παράδειγμα, ενώ χρησιμοποιείτε φούρνο, μπορείτε να ρυθμίσετε ένα χρονόμετρο για τη θέρμανση του φαγητού σας. Ο χρονοδιακόπτης είναι ένα σήμα ελέγχου που θα σβήσει τον φούρνο μετά το καθορισμένο χρονικό όριο. Το είδος του συστήματος ελέγχου που θα συζητήσουμε σε αυτό το άρθρο είναι το Open Loop Control System.
Ένα σύστημα ελέγχου ανοιχτού βρόχου
Ένα σύστημα ελέγχου ανοιχτού βρόχου, όπως υποδηλώνει το όνομα, έχει μια ελεγχόμενη διαδικασία μέσω της οποίας δίνει έξοδο. Ωστόσο, καθώς είναι ένα σύστημα ανοιχτού βρόχου, δεν διαθέτει σύστημα ανάδρασης. Αυτό σημαίνει ότι η έξοδος δεν θα έχει καμία επίδραση στην είσοδο και δεν λειτουργεί ως μεταβλητή ελέγχου για την είσοδο. Μπορούμε να πούμε ότι σε ένα σύστημα ελέγχου ανοιχτού βρόχου, το σήμα ρέει μόνο προς μία κατεύθυνση.
Ακόμα κι αν η επιθυμητή έξοδος δεν επιτευχθεί λόγω οποιουδήποτε σφάλματος ή περιβαλλοντικών συνθηκών, η έξοδος δεν μπορεί να ρυθμιστεί λόγω της απουσίας ανάδρασης στο σύστημα ελέγχου ανοιχτού βρόχου.
Κέρδος συστήματος ελέγχου ανοιχτού βρόχου
Το κέρδος ενός συστήματος ανοιχτού βρόχου υπολογίζεται για τον προσδιορισμό της απόδοσης του συστήματος. Καθώς το κέρδος υπολογίζεται από την αναλογία εξόδου προς είσοδο, δείχνει σε ποιο βαθμό η έξοδος συμμορφώνεται με την είσοδο.
Ας πούμε ότι το κέρδος του ελεγκτή είναι G1(α) και το κέρδος της ελεγχόμενης διαδικασίας είναι G2(α) τότε το συνολικό κέρδος του συστήματος ανοιχτού βρόχου μπορεί να υπολογιστεί ως:
Έτσι, το G(s) δίνει το κέρδος ενός συστήματος ελέγχου ανοιχτού βρόχου.
Πλεονεκτήματα του συστήματος ελέγχου ανοιχτού βρόχου
Ακολουθούν τα πλεονεκτήματα του συστήματος ελέγχου ανοιχτού βρόχου
- Είναι εύκολο στο σχεδιασμό και τη χρήση λόγω της απλής κατασκευής του.
- Είναι επίσης οικονομικό λόγω του απλού σχεδιασμού του.
- Το σύστημα Open Loop Control επιφέρει ένα σταθερό αποτέλεσμα.
Μειονεκτήματα του συστήματος ελέγχου ανοιχτού βρόχου
Τα μειονεκτήματα του συστήματος ελέγχου ανοιχτού βρόχου αναφέρονται παρακάτω
- Χρειάζεται να επαναβαθμονομηθεί έγκαιρα για να εξασφαλιστεί η ακρίβεια
- Δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για αυτοματισμό επειδή δεν υπάρχει σύστημα ανάδρασης για διόρθωση της παραγωγής.
- Υπάρχει μεγαλύτερη πιθανότητα να παρουσιαστεί σφάλμα σε ένα σύστημα ελέγχου ανοιχτού βρόχου
Εφαρμογή Συστήματος Ελέγχου Ανοιχτού Βρόχου στην Πραγματική Ζωή
Υπάρχουν πολλά συστήματα ελέγχου ανοιχτού βρόχου στο περιβάλλον μας. Αυτά περιλαμβάνουν πλυντήρια ρούχων, στεγνωτήρια, σήματα κυκλοφορίας, ηλεκτρικά στεγνωτήρια χεριών, τοστιέρες ψωμιού, φούρνους και τηλεχειριστήρια τηλεόρασης.
Για παράδειγμα, τα σήματα τροχαίας έχουν ορίσει ώρες για κάθε φανάρι. Κάθε φανάρι ανάβει και σβήνει αυτόματα εντός καθορισμένων χρονικών ορίων. Ωστόσο, τα σήματα κυκλοφορίας δεν μπορούν να αλλάξουν τους χρόνους τους ανάλογα με τον όγκο της κυκλοφορίας, γεγονός που δείχνει την απουσία ανάδρασης σε συστήματα ελέγχου ανοιχτού βρόχου.
Μπορείτε να σκεφτείτε πώς άλλα παραδείγματα που αναφέρονται παραπάνω είναι συστήματα ελέγχου ανοιχτού βρόχου.
συμπέρασμα
Τα συστήματα ελέγχου ανοιχτού βρόχου είναι συστήματα που έχουν ελεγχόμενη έξοδο, αλλά η έξοδος τους δεν μπορεί να μεταβάλλει το σήμα εισόδου μέσω μιας διαδικασίας ανάδρασης. Είναι χρήσιμα γιατί είναι απλά και εύκολα στη συντήρηση, αλλά δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για αυτοματισμό.