Control systemen wurde brûkt om te behâlden in setpoint of winske útfier troch it oanpassen fan in ynfier sinjaal. Kontrôlesystemen kinne iepen of sletten loop wêze. Iepen-lus-kontrôlesystemen hawwe gjin feedback-lus en sletten lus-kontrôlesystemen hawwe.
Yn dit artikel sil ik útlizze wat kontrôlesystemen binne, hoe't se wurkje en hoe't se wurde brûkt yn it deistich libben. Plus, ik sil wat leuke feiten diele oer kontrôlesystemen dy't jo miskien net witte!
Yn dizze post behannelje wy:
- Control Systems- De keunst fan ûntwerpen en ymplemintaasje
- Iepen-loop en sluten-loop kontrôle: It ferskil tusken selskorreksje en fêste útfier
- Feedbackkontrôlesystemen: kontrôle nei it folgjende nivo bringe
- Logic Control: ferienfâldige en effektive kontrôle systemen
- On-Off Control: De ienfâldichste metoade foar it kontrolearjen fan temperatuer
- Lineêre kontrôle: De keunst fan it behâlden fan winske útgongen
- The Fuzzy Logic: A Dynamic Control System
- Konklúzje
Control Systems- De keunst fan ûntwerpen en ymplemintaasje
Kontrôlesystemen omfetsje it proses fan it ynstellen en ûnderhâlden fan in bepaalde útfier troch it oanpassen fan it ynfiersinjaal. It doel is om in korrekte en konsekwinte útfier te meitsjen, nettsjinsteande alle earste feroarings yn 'e ynfier. It proses omfettet in oantal stadia, wêrûnder de folgjende:
- Ynputstadium: wêr't it ynfiersinjaal wurdt ûntfongen
- Ferwurkingsstadium: wêr't it sinjaal wurdt ferwurke en analysearre
- Utfierstadium: wêr't it útfiersinjaal wurdt produsearre
De rol fan kontrôlesystemen yn produksje
Kontrôlesystemen spylje in wichtige rol yn produksje en distribúsje yn in protte yndustry. Automatisearringstechnology wurdt faak brûkt om dizze systemen te ymplementearjen, dy't heul kompleks en djoer kinne wêze om te bouwen. De folgjende eleminten binne nedich om in poerbêst kontrôlesysteem te meitsjen:
- In goed begryp fan it systeem wurdt kontrolearre
- De mooglikheid om it juste type kontrôlesysteem te ûntwerpen en út te fieren
- In pakket fan standert ûntwerpen en techniken dy't kinne wurde tapast op bepaalde situaasjes
De stappen belutsen by it meitsjen fan in kontrôlesysteem
It proses fan it meitsjen fan in kontrôlesysteem omfettet de folgjende stappen:
- Untwerp fan de struktuer fan it systeem: Dit omfettet it bepalen fan it type kontrôlesysteem dat nedich is en de komponinten dy't sille wurde opnommen
- It systeem ymplementearje: Dit omfettet it soarchfâldich konstruearjen fan it systeem en it útfieren fan testen om te soargjen dat it goed wurket
- Behâld fan it systeem: Dit omfettet it kontrolearjen fan de prestaasjes fan it systeem oer de tiid en it meitsjen fan alle nedige wizigingen om te soargjen dat it goed bliuwt funksjonearje
Iepen-loop en sluten-loop kontrôle: It ferskil tusken selskorreksje en fêste útfier
Iepen-loop-kontrôlesystemen wurde ek bekend as net-feedback-kontrôles. Dizze systemen hawwe in fêste útfier dy't net oanpast wurdt op basis fan elke ynput of feedback. De struktuer fan in iepen-loop-kontrôlesysteem is typysk en omfettet in ynfier, in setpunt en in útfier. De ynfier is it sinjaal dat wurdt brûkt om de winske útfier te produsearjen. It setpunt is de doelwearde foar de útfier. De útfier is it resultaat fan it proses dat rint.
Foarbylden fan iepen-loop kontrôlesystemen omfetsje:
- In broodrooster: De lever wurdt pleatst yn de "on" faze, en de Coils wurde ferwaarme ta in fêste temperatuer. De toaster bliuwt ferwaarme oant de beneamde tiid, en de toast ferskynt.
- In cruise control yn in auto: De kontrôles binne ynsteld om in fêste snelheid te behâlden. It systeem past net oan op wikseljende omstannichheden, lykas heuvels of wyn.
Closed-loop kontrôle: selskorreksje foar konsekwinte útfier
Slúten-loop-kontrôlesystemen, ek bekend as feedbackkontrôlesystemen, hawwe de mooglikheid om sels te korrigearjen om in konsekwinte útfier te behâlden. It ferskil tusken in iepen-lus- en sletten-lussysteem is dat it sletten-lussysteem de mooglikheid hat om sels te korrigearjen, wylst it iepen-lussysteem dat net docht. De struktuer fan in sletten-lus-kontrôlesysteem is fergelykber mei dy fan in iepen-loop-systeem, mar it omfettet in feedback-lus. De feedback-lus liedt fan 'e útfier nei de ynfier, wêrtroch it systeem kontinu kin kontrolearje en oanpasse op basis fan feroarjende betingsten.
Foarbylden fan sletten-lus kontrôlesystemen omfetsje:
- Temperatuerkontrôle yn in keamer: It systeem past de ferwaarming of koeling oan op basis fan de temperatuer yn 'e keamer om in konsekwinte temperatuer te behâlden.
- Amplification kontrôle yn in lûd systeem: It systeem past de amplification basearre op de útfier te behâlden in konsekwint lûd nivo.
Feedbackkontrôlesystemen: kontrôle nei it folgjende nivo bringe
Feedbackkontrôlesystemen binne in soarte kontrôlesysteem dat de útfier fan in proses brûkt om de ynfier te kontrolearjen. Mei oare wurden, it systeem ûntfangt in sinjaal fan it proses dat wurdt kontrolearre en brûkt dat sinjaal om de ynfier oan te passen om de winske útfier te berikken.
Diagrammen en nammen ferbûn mei Feedback Control Systems
D'r binne ferskate diagrammen en nammen ferbûn mei feedbackkontrôlesystemen, ynklusyf:
- Blokdiagrammen: Dizze litte de komponinten fan it feedbackkontrôlesysteem sjen en hoe't se ferbûn binne.
- Oerdrachtfunksjes: Dizze beskriuwe de relaasje tusken de ynfier en útfier fan it systeem.
- Closed-loop-systemen: Dit binne feedbackkontrôlesystemen wêrby't de útfier weromfierd wurdt nei de ynfier om de winske útfier te behâlden.
- Iepenlussystemen: Dit binne feedbackkontrôlesystemen wêrby't de útfier net weromjûn wurdt nei de ynfier.
Logic Control: ferienfâldige en effektive kontrôle systemen
Logyske kontrôle is in soarte kontrôlesysteem dat Booleaanske logika of oare logyske operaasjes brûkt om besluten te nimmen en prosessen te kontrolearjen. It is in ferienfâldige en effektyf kontrôlesysteem dat in protte brûkt wurdt yn ferskate yndustry, ynklusyf produksje, fabrikaazje en elektrotechnyk.
Hoe wurket logyske kontrôle?
Logyske kontrôlesystemen binne ûntworpen om in ferskaat oan ynputen te behanneljen en in winske útfier te produsearjen. De basis metoade fan operaasje is as folget:
- It systeem ûntfangt in ynfier sinjaal, dat is meastal yn 'e foarm fan in elektryske stroom.
- It ynfiersinjaal wurdt dan fergelike mei in ynstelde wearde of punt, dat wurdt opslein yn it systeem.
- As it ynfiersinjaal korrekt is, sil it systeem in spesifike aksje útfiere of oerskeakelje nei in spesifike ynstelling.
- As it ynfiersinjaal ferkeard is, sil it systeem trochgean mei it ûntfangen fan ynfier oant de juste wearde is berikt.
Foarbylden fan Logic Control Systems
Logic control systemen wurde brûkt yn in breed skala oan tapassingen, ynklusyf:
- Ferkearsljochten: Ferkearsljochten brûke logyske kontrôle om te wikseljen tusken reade, giele en griene ljochten basearre op de stream fan ferkear.
- Yndustriële robots: Yndustriële robots brûke logyske kontrôle om komplekse taken út te fieren, lykas lassen, skilderjen en montage.
- Automatyske waskmasines: Automatyske waskmasines brûke logyske kontrôle om te wikseljen tusken ferskate wasksyklusen en temperatueren basearre op de ynfier fan 'e brûker.
On-Off Control: De ienfâldichste metoade foar it kontrolearjen fan temperatuer
Oan-út-kontrôle wurdt histoarysk ymplementearre mei inoar ferbûn relais, cam timers, en skeakels dy't binne konstruearre yn in ljedder folchoarder. Mei de foarútgong fan technology kin lykwols oan-út-kontrôle no wurde útfierd mei mikrocontrollers, spesjalisearre programmearbere logika-controllers en oare elektroanyske apparaten.
Foarbylden fan On-Off Control
Guon foarbylden fan produkten dy't oan-út kontrôle brûke omfetsje:
- Domestic thermostats dy't skeakelet de kachel op as de keamertemperatuer sakket ûnder de winske ynstelling en skeakelet it út as it giet boppe it.
- Koelkasten dy't de compressor ynskeakelje as de temperatuer yn 'e kuolkast boppe de winske temperatuer komt en it útskeakelje as it derûnder giet.
- Wasmachines dy't oan-út-kontrôle brûke om ferskate ûnderling relatearre opienfolgjende operaasjes te triggerjen.
- Pneumatyske aktuators dy't oan-út kontrôle brûke om in bepaald druknivo te behâlden.
Foardielen en neidielen fan On-Off Control
Foardielen fan oan-út kontrôle omfetsje:
- It is ienfâldich en goedkeap te ymplementearjen.
- It is maklik te begripen en út te fieren.
- It kin brûkt wurde yn ferskate soarten masines en operaasjes.
Neidielen fan oan-út kontrôle omfetsje:
- It produseart abrupte feroaringen yn it systeem, wat negative effekten kinne feroarsaakje op it produkt of proses dat wurdt kontrolearre.
- It kin net by steat wêze om te behâlden de winske setpoint sekuer, benammen yn systemen mei grutte termyske massa's.
- It kin slijtage feroarsaakje oan 'e elektryske skeakels en relais, wat liedt ta faak ferfangings.
Lineêre kontrôle: De keunst fan it behâlden fan winske útgongen
Lineêre kontrôleteory is basearre op ferskate prinsipes dy't regelje hoe't lineêre kontrôlesystemen har gedrage. Dizze prinsipes omfetsje:
- It prinsipe fan it negearjen fan net-winske effekten: Dit prinsipe giet derfan út dat alle net-winske effekten fan it systeem kinne wurde negearre.
- It prinsipe fan additiviteit: Dit prinsipe hâldt him oan it konsept dat de útfier fan in lineêr systeem de som is fan 'e útgongen produsearre troch elke ynput dy't allinich hannelet.
- It prinsipe fan superposysje: Dit prinsipe giet derfan út dat de útfier fan in lineêr systeem de som is fan 'e útgongen produsearre troch elke ynput dy't allinich hannelet.
De net-lineêre saak
As in systeem net hâldt oan de prinsipes fan additiviteit en homogeniteit, wurdt it beskôge as net-lineêr. Yn dit gefal is de definiearjende fergeliking typysk in kwadraat fan termen. Net-lineêre systemen gedrage har net op deselde manier as lineêre systemen en fereaskje ferskate metoaden fan kontrôle.
The Fuzzy Logic: A Dynamic Control System
Fuzzy logika is in soarte kontrôlesysteem dat fuzzy sets brûkt om in ynfiersinjaal te konvertearjen yn in útfiersinjaal. It is in wiskundige struktuer dy't analysearret analoge ynfier wearden yn termen fan logyske fariabelen dy't nimme op trochgeande wearden tusken 0 en 1. Fuzzy logika is in dynamysk kontrôle systeem dat kin omgean feroarings yn de ynfier sinjaal en oanpasse de útfier sinjaal neffens.
Foarbylden fan Fuzzy Logic in Action
Fuzzy logika wurdt op in protte fjilden brûkt om in breed oanbod fan kontrôletaken út te fieren. Hjir binne wat foarbylden:
- Wetterbehanneling: Fuzzy logika wurdt brûkt om de stream fan wetter troch in suveringsintrale te kontrolearjen. It systeem past de trochstreaming oan op basis fan de aktuele steat fan it wetter en de winske útfierkwaliteit.
- HVAC-systemen: Fuzzy logika wurdt brûkt om de temperatuer en fochtigens yn in gebou te kontrolearjen. It systeem past de temperatuer en fochtigens oan op basis fan de hjoeddeistige steat fan it gebou en it winske komfortnivo.
- Ferkearskontrôle: Fuzzy logika wurdt brûkt om de stream fan ferkear troch in krusing te kontrolearjen. It systeem past de timing fan de ferkearsljochten oan op basis fan de hjoeddeiske ferkearsomstannichheden.
Konklúzje
Dat, kontrôlesystemen wurde brûkt om prosessen te kontrolearjen yn in protte yndustry, en se befetsje it ûntwerpen, ymplemintearjen en ûnderhâlden fan in systeem dat in konsekwint útfier behâldt nettsjinsteande feroaringen yn 'e ynfier.
Jo kinne net ferkeard gean mei in kontrôlesysteem, dus wês net bang om ien te brûken yn jo folgjende projekt! Dus, gean foarút en kontrolearje jo wrâld!
Ik bin Joost Nusselder, de oprjochter fan Tools Doctor, ynhâldmarketer, en heit. Ik hâld fan nije apparatuer útprobearje, en tegearre mei myn team haw ik sûnt 2016 yngeande blogartikels makke om trouwe lêzers te helpen mei ark en tips foar it meitsjen.
