Sistemi di controllo - Introduzione

Un sistema di controllo è un sistema che fornisce la risposta desiderata controllando l'uscita. La figura seguente mostra il semplice diagramma a blocchi di un sistema di controllo.

Qui, il sistema di controllo è rappresentato da un unico blocco. Poiché l'uscita è controllata variando l'ingresso, il sistema di controllo ha ottenuto questo nome. Modificheremo questo input con un meccanismo. Nella prossima sezione sui sistemi di controllo a ciclo aperto e chiuso, studieremo in dettaglio i blocchi all'interno del sistema di controllo e come variare questo input per ottenere la risposta desiderata.

Examples - Sistema di controllo semaforo, lavatrice

Traffic lights control systemè un esempio di sistema di controllo. Qui, una sequenza di segnale di ingresso viene applicata a questo sistema di controllo e l'uscita è una delle tre luci che saranno accese per un certo periodo di tempo. Durante questo periodo, le altre due luci saranno spente. Sulla base dello studio del traffico in un particolare incrocio, è possibile determinare gli orari di accensione e spegnimento delle luci. Di conseguenza, il segnale di ingresso controlla l'uscita. Quindi, il sistema di controllo del semaforo funziona su base temporale.

Classificazione dei sistemi di controllo

Sulla base di alcuni parametri, possiamo classificare i sistemi di controllo nei seguenti modi.

Sistemi di controllo a tempo continuo e tempo discreto

  • I sistemi di controllo possono essere classificati come sistemi di controllo a tempo continuo e sistemi di controllo a tempo discreto basati su type of the signal Usato.

  • In continuous timesistemi di controllo, tutti i segnali sono continui nel tempo. Ma indiscrete time sistemi di controllo, esistono uno o più segnali temporali discreti.

Sistemi di controllo SISO e MIMO

  • I sistemi di controllo possono essere classificati come sistemi di controllo SISO e sistemi di controllo MIMO basati su number of inputs and outputs presente.

  • SISOI sistemi di controllo (ingresso singolo e uscita singola) hanno un ingresso e un'uscita. Mentre,MIMO I sistemi di controllo (ingressi multipli e uscite multiple) hanno più di un ingresso e più di un'uscita.

Sistemi di controllo ad anello aperto e chiuso

I sistemi di controllo possono essere classificati come sistemi di controllo ad anello aperto e sistemi di controllo ad anello chiuso basati su feedback path.

In open loop control systems, l'output non viene restituito all'input. Quindi, l'azione di controllo è indipendente dall'output desiderato.

La figura seguente mostra lo schema a blocchi del sistema di controllo ad anello aperto.

Qui, un ingresso viene applicato a un controller e produce un segnale di attivazione o un segnale di controllo. Questo segnale viene fornito come ingresso a un impianto o processo che deve essere controllato. Quindi, la pianta produce un'uscita, che è controllata. Il sistema di controllo del semaforo di cui abbiamo discusso in precedenza è un esempio di un sistema di controllo a circuito aperto.

In closed loop control systems, l'output viene restituito all'input. Quindi, l'azione di controllo dipende dall'output desiderato.

La figura seguente mostra lo schema a blocchi del sistema di controllo ad anello chiuso con feedback negativo.

Il rilevatore di errore produce un segnale di errore, che è la differenza tra l'ingresso e il segnale di feedback. Questo segnale di feedback è ottenuto dal blocco (elementi di feedback) considerando l'uscita dell'intero sistema come un ingresso a questo blocco. Invece dell'ingresso diretto, il segnale di errore viene applicato come ingresso a un controller.

Quindi, il controller produce un segnale di attivazione che controlla l'impianto. In questa combinazione, l'uscita del sistema di controllo viene regolata automaticamente fino a ottenere la risposta desiderata. Quindi, i sistemi di controllo a circuito chiuso sono anche chiamati sistemi di controllo automatico. Il sistema di controllo dei semafori con sensore all'ingresso è un esempio di un sistema di controllo a circuito chiuso.

Le differenze tra i sistemi di controllo ad anello aperto e ad anello chiuso sono menzionate nella tabella seguente.

Sistemi di controllo ad anello aperto Sistemi di controllo ad anello chiuso
L'azione di controllo è indipendente dall'uscita desiderata. L'azione di controllo dipende dall'uscita desiderata.
Il percorso di feedback non è presente. È presente il percorso di feedback.
Questi sono anche chiamati come non-feedback control systems. Questi sono anche chiamati come feedback control systems.
Facile da progettare. Difficile da progettare.
Questi sono economici. Questi sono più costosi.
Impreciso. Accurato.