Sistemi di cuntrollu: una introduzione à u cuntrollu Open-Loop è Closed-Loop

I sistemi di cuntrollu sò usati per mantene un setpoint o output desideratu aghjustendu un signalu di input. I sistemi di cuntrollu ponu esse un ciclu apertu o un ciclu chjusu. I sistemi di cuntrollu di ciclu apertu ùn anu micca un ciclu di feedback è i sistemi di cuntrollu di ciclu chjusu.

In questu articulu, spiegheraghju ciò chì sò i sistemi di cuntrollu, cumu si travaglianu è cumu si sò usati in a vita di ogni ghjornu. In più, vi sparteraghju qualchi fatti divertenti nantu à i sistemi di cuntrollu chì pudete micca sapè!

Sistemi di cuntrollu - L'Arte di Cuncepimentu è Implementazione

I sistemi di cuntrollu implicanu u prucessu di stabilisce è mantene un output particulari aghjustendu u signale di input. L'obiettivu hè di pruduce un output currettu è coherente, malgradu qualsiasi cambiamenti iniziali in l'input. U prucessu implica una quantità di tappe, cumpresi i seguenti:

• Input stage: induve u signale input hè ricevutu
• Fase di prucessu: induve u signale hè trattatu è analizatu
• Stage d'output: induve u signale di output hè pruduttu

U Role di i Sistemi di Control in Produzione

I sistemi di cuntrollu ghjucanu un rolu significativu in a produzzione è a distribuzione in parechje industrii. A tecnulugia di l'automatizazione hè spessu usata per implementà questi sistemi, chì ponu esse assai cumplessi è caru di custruisce. I seguenti elementi sò necessarii per creà un sistema di cuntrollu eccellente:

• Una bona cunniscenza di u sistema chì hè cuntrullatu
• A capacità di cuncepisce è implementà u tipu currettu di sistema di cuntrollu
• Un pacchettu di disinni standard è tecniche chì ponu esse appiicati à situazioni particulari

I passi implicati in a creazione di un sistema di cuntrollu

U prucessu di creà un sistema di cuntrollu implica i seguenti passi:

• Cuncepimentu di a struttura di u sistema: Questu implica a determinazione di u tipu di sistema di cuntrollu necessariu è i cumpunenti chì saranu inclusi
• Implementazione di u sistema: Questu implica a custruzzione curretta di u sistema è l'esecuzione di teste per assicurà chì funziona bè.
• Mantenimentu di u sistema: Questu implica u monitoraghju di u rendiment di u sistema in u tempu è fà i cambiamenti necessarii per assicurà chì cuntinueghja à funziunà currettamente.

Cuntrolla in ciclu apertu è in ciclu chjusu: A diffarenza trà l'autocorrezione è l'output fissu

Sistemi di cuntrollu Open-loop sò ancu cunnisciuti cum'è cuntrolli non-feedback. Questi sistemi anu un output fissu chì ùn hè micca aghjustatu basatu annantu à qualsiasi input o feedback. A struttura di un sistema di cuntrollu di loop apertu hè tipica è include un input, un set point, è un output. L'input hè u signale chì hè utilizatu per pruduce l'output desideratu. U setpoint hè u valore di destinazione per l'output. L'output hè u risultatu di u prucessu in esecuzione.

Esempii di sistemi di cuntrollu di ciclu apertu include:

• Una tostatrice: A palanca hè posta in a fase "on", è e bobine sò cale à una temperatura fissa. A tostatrice ferma in calore finu à l'ora stabilita, è u brindisi sbocca.
• Un cruise control in un veiculu: I cuntrolli sò stallati per mantene una velocità fissa. U sistema ùn aghjusta micca basatu nantu à e cundizioni cambianti, cum'è colline o ventu.

Controlu in ciclu chjusu: Autocorrezione per una pruduzzioni coherente

I sistemi di cuntrollu di circuitu chjusu, cunnisciuti ancu com'è sistemi di cuntrollu di feedback, anu a capacità di autocorreggià per mantene una pruduzzioni coherente. A diffarenza trà un sistema di circuitu apertu è di circuitu chjusu hè chì u sistema di circuitu chjusu hà a capacità di autocorreggià mentre u sistema di ciclu apertu ùn hè micca. A struttura di un sistema di cuntrollu di circuitu chjusu hè simile à quella di un sistema di circuitu apertu, ma include un ciclu di feedback. U ciclu di feedback porta da l'output à l'input, chì permette à u sistema di monitorà continuamente è aghjustà secondu e cundizioni cambianti.

Esempi di sistemi di cuntrollu chjusu include:

• Controlu di a temperatura in una stanza: U sistema aghjusta u riscaldamentu o rinfrescante basatu nantu à a temperatura in a stanza per mantene una temperatura consistente.
• Cuntrolla di l'amplificazione in un sistema di sonu: U sistema aghjusta l'amplificazione basatu annantu à l'output per mantene un livellu di sonu coherente.

Sistemi di cuntrollu di feedback: Purtendu u cuntrollu à u prossimu livellu

How to strip wire fast

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Sistemi di cuntrollu di feedback sò un tipu di sistema di cuntrollu chì usa l'output di un prucessu per cuntrullà l'input. In altri palori, u sistema riceve un signalu da u prucessu chì hè cuntrullatu è usa quellu signalu per aghjustà l'input per ottene u output desideratu.

Diagrammi è nomi assuciati à i sistemi di cuntrollu di feedback

Ci sò parechji diagrammi è nomi assuciati à i sistemi di cuntrollu di feedback, cumprese:

• Schemi di blocchi: Questi mostranu i cumpunenti di u sistema di cuntrollu di feedback è cumu sò cunnessi.
• Funzioni di trasferimentu: Queste descrizanu a relazione trà l'input è l'output di u sistema.
• Sistemi di circuitu chjusu: Questi sò sistemi di cuntrollu di feedback induve l'output hè rimbursatu à l'input per mantene l'output desideratu.
• Sistemi Open-loop: Quessi sò sistemi di cuntrollu di feedback induve l'output ùn hè micca rimbursatu à l'input.

Controlu logicu: Sistemi di cuntrollu simplificatu è efficaci

U cuntrollu logicu hè un tipu di sistema di cuntrollu chì usa a logica booleana o altre operazioni logiche per piglià decisioni è prucessi di cuntrollu. Hè un sistema di cuntrollu simplificatu è efficace chì hè largamente utilizatu in diverse industrii, cumprese a produzzione, a fabricazione è l'ingegneria elettrica.

Cumu funziona u cuntrollu logicu?

I sistemi di cuntrollu logicu sò pensati per trattà una varietà di inputs è pruduce un output desideratu. U metudu di funziunamentu di basa hè a siguenti:

• U sistema riceve un signalu di input, chì hè generalmente in forma di corrente elettrica.
• U signale di input hè allora paragunatu à un valore stabilitu o puntu, chì hè almacenatu in u sistema.
• Se u signale di input hè currettu, u sistema farà una azzione specifica o cambia à un paràmetru specificu.
• Se u signale di input hè sbagliatu, u sistema continuarà à riceve input finu à chì u valore currettu hè righjuntu.

Esempii di sistemi di cuntrollu logicu

I sistemi di cuntrollu logicu sò usati in una larga gamma di applicazioni, cumprese:

• Semafori: I semafori utilizanu u cuntrollu logicu per cambià trà i luci rossi, gialli è verdi in basa di u flussu di trafficu.
• Roboti industriali: I robot industriali utilizanu u cuntrollu logicu per fà travaglii cumplessi, cum'è a saldatura, a pittura è l'assemblea.
• Lavatrici automatiche: I lavatrici automatiche utilizanu un cuntrollu logicu per cambià trà i diversi cicli di lavaggio è temperature basati nantu à l'input di l'utilizatore.

Cuntrolla On-Off: U Metudu Semplice per Cuntrollà a Temperature

U cuntrollu On-Off hè storicamente implementatu cù relè interconnessi, timers di camma, è switch chì sò custruiti in una sequenza di scala. Tuttavia, cù l'avanzamentu di a tecnulugia, u cuntrollu on-off pò avà esse realizatu cù microcontrollers, controllers logici programabili specializati è altri dispositi elettronici.

Esempi di cuntrollu On-Off

Certi esempi di prudutti chì utilizanu u cuntrollu on-off include:

• Termostati domestici chì accendenu u riscaldatore quandu a temperatura di l'ambienti scende sottu à u paràmetru desideratu è si spegnenu quandu sopra.
• Frigoriferi chì accendenu u compressore quandu a temperatura interna di u frigoriferu s'eleva sopra a temperatura desiderata è si spegne quandu scende sottu.
• Lavatrici chì utilizanu cuntrollu on-off per attivà diverse operazioni sequenziali interrelate.
• Attuatori pneumatici chì utilizanu cuntrollu on-off per mantene un certu livellu di pressione.

Vantaghji è svantaghji di u cuntrollu On-Off

I vantaghji di u cuntrollu on-off include:

• Hè simplice è economicu per implementà.
• Hè faciule da capisce è fà.
• Pò esse usatu in diversi tipi di machini è operazioni.

I svantaghji di u cuntrollu on-off include:

• Pruduce cambiamenti bruschi in u sistema, chì ponu causà effetti negativi nantu à u pruduttu o prucessu chì hè cuntrullatu.
• Pò esse micca capace di mantene u setpoint desideratu accuratamente, soprattuttu in sistemi cù grandi massi termali.
• Puderia pruvucà l'usura di l'interruttori è i relè elettrici, purtendu à rimpiazzamenti frequenti.

Control Linear: L'Arte di Mantene i Outputs Desiratu

A teoria di cuntrollu lineare hè basatu annantu à parechji principii chì guvernanu cumu si cumportanu i sistemi di cuntrollu lineale. Questi principii includenu:

• U principiu di ignurà l'effetti indesevuli: Stu principiu assume chì qualsiasi effetti indesevuli di u sistema pò esse ignoratu.
• U principiu di l'additività: Stu principiu aderisce à u cuncettu chì l'output di un sistema lineale hè a somma di l'outputs pruduciuti da ogni input chì agisce solu.
• U principiu di a superposizione: Stu principiu assume chì l'output di un sistema lineale hè a somma di i outputs pruduciuti da ogni input chì agisce solu.

U casu non lineare

Se un sistema ùn aderisce micca à i principii di l'additività è l'homogeneità, hè cunsideratu micca lineare. In questu casu, l'equazioni di definizione hè tipicamenti un quadratu di termini. I sistemi non lineari ùn si cumportanu micca in u listessu modu cum'è i sistemi lineari è necessitanu metudi diffirenti di cuntrollu.

A logica fuzzy: un sistema di cuntrollu dinamicu

A logica fuzzy hè un tipu di sistema di cuntrollu chì utilizeghja set fuzzy per cunvertisce un signalu di input in un signalu di output. Hè una struttura matematica chì analizà i valori di input analogicu in termini di variàbili lògichi chì piglianu valori cuntinui trà 0 è 1. A logica fuzzy hè un sistema di cuntrollu dinamicu chì pò manighjà cambiamenti in u signale di input è aghjustà u signale di output in cunseguenza.

Esempii di Fuzzy Logic in Action

A logica fuzzy hè aduprata in parechji campi per fà una larga gamma di funzioni di cuntrollu. Eccu alcuni esempi:

• Trattamentu di l'acqua: A logica fuzzy hè aduprata per cuntrullà u flussu di l'acqua attraversu una pianta di trattamentu. U sistema aghjusta u flussu basatu annantu à u statu attuale di l'acqua è a qualità di output desiderata.
• Sistemi HVAC: A logica fuzzy hè aduprata per cuntrullà a temperatura è l'umidità in un edifiziu. U sistema aghjusta a temperatura è l'umidità secondu u statu attuale di l'edificiu è u livellu di cunfortu desideratu.
• U cuntrollu di u trafficu: A logica fuzzy hè aduprata per cuntrullà u flussu di u trafficu attraversu una intersezzione. U sistema aghjusta u timing di i semafori in basa di e cundizioni di u trafficu attuale.

cunchiusioni

Dunque, i sistemi di cuntrollu sò usati per cuntrullà i prucessi in parechje industrii, è implicanu u disignu, l'implementazione è u mantenimentu di un sistema chì mantene un output coherente malgradu i cambiamenti in l'input. 

Ùn pudete micca sbaglià cun un sistema di cuntrollu, per quessa, ùn avete micca paura di utilizà unu in u vostru prossimu prughjettu! Allora, vai avanti è cuntrolla u vostru mondu!

Sò Joost Nusselder, u fundatore di Tools Doctor, marketer di cuntenutu è babbu. Mi piace à pruvà novi equipaghji, è inseme à a mo squadra, aghju creatu articuli di blog approfonditi dapoi u 2016 per aiutà i lettori fideli cù arnesi è cunsiglii di creazione.