Басқару жүйелері кіріс сигналын реттеу арқылы белгіленген мәнді немесе қажетті шығысты қолдау үшін қолданылады. Басқару жүйелері ашық немесе жабық контур болуы мүмкін. Ашық циклды басқару жүйелерінде кері байланыс жоқ, ал жабық контурлық басқару жүйелерінде болады.
Бұл мақалада мен басқару жүйелері дегеніміз не, олар қалай жұмыс істейді және күнделікті өмірде қалай қолданылатынын түсіндіремін. Оған қоса, басқару жүйелері туралы сіз білмейтін қызықты фактілермен бөлісемін!
Бұл жазбада біз мыналарды қарастырамыз:
- Басқару жүйелері – жобалау және енгізу өнері
- Ашық және жабық циклді басқару: өзін-өзі түзету және бекітілген шығыс арасындағы айырмашылық
- Кері байланыс басқару жүйелері: басқаруды келесі деңгейге жеткізу
- Логикалық басқару: оңайлатылған және тиімді басқару жүйелері
- Қосу-өшіруді басқару: Температураны басқарудың ең қарапайым әдісі
- Сызықтық басқару: қалаған нәтижелерді сақтау өнері
- Бұлыңғыр логика: динамикалық басқару жүйесі
- қорытынды
Басқару жүйелері – жобалау және енгізу өнері
Басқару жүйелері кіріс сигналын реттеу арқылы белгілі бір шығысты орнату және қолдау процесін қамтиды. Мақсат - кірістегі кез келген бастапқы өзгерістерге қарамастан дұрыс және дәйекті нәтиже шығару. Процесс бірнеше кезеңдерді қамтиды, соның ішінде мыналар:
- Енгізу сатысы: кіріс сигналы қабылданатын жер
- Өңдеу кезеңі: сигнал өңделеді және талданады
- Шығару кезеңі: шығыс сигналы өндірілетін жерде
Өндірістегі басқару жүйелерінің рөлі
Басқару жүйелері көптеген салаларда өндірісте және таратуда маңызды рөл атқарады. Бұл жүйелерді енгізу үшін көбінесе автоматтандыру технологиясы қолданылады, олардың құрылысы өте күрделі және қымбат болуы мүмкін. Керемет басқару жүйесін құру үшін келесі элементтер қажет:
- Басқарылатын жүйені жақсы түсіну
- Басқару жүйесінің дұрыс түрін жобалау және енгізу мүмкіндігі
- Белгілі бір жағдайларда қолдануға болатын стандартты конструкциялар мен әдістер пакеті
Басқару жүйесін құруға қатысты қадамдар
Басқару жүйесін құру процесі келесі қадамдарды қамтиды:
- Жүйе құрылымын жобалау: Бұл басқару жүйесінің қажетті түрін және оған қосылатын компоненттерді анықтауды қамтиды.
- Жүйені енгізу: бұл жүйені мұқият құрастыруды және оның дұрыс жұмыс істейтініне көз жеткізу үшін сынақтарды жүргізуді қамтиды.
- Жүйеге техникалық қызмет көрсету: бұл уақыт ішінде жүйенің жұмысын бақылауды және оның дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін кез келген қажетті өзгерістерді енгізуді қамтиды.
Ашық және жабық циклді басқару: өзін-өзі түзету және бекітілген шығыс арасындағы айырмашылық
Ашық циклді басқару жүйелері кері байланыссыз басқару ретінде де белгілі. Бұл жүйелерде ешқандай кіріс немесе кері байланыс негізінде реттелмейтін бекітілген шығыс бар. Ашық контурлы басқару жүйесінің құрылымы типтік болып табылады және кірісті, белгіленген нүктені және шығысты қамтиды. Кіріс - бұл қажетті шығысты шығару үшін қолданылатын сигнал. Орнатылған нүкте - шығыс үшін мақсатты мән. Шығару - орындалатын процестің нәтижесі.
Ашық циклды басқару жүйелерінің мысалдарына мыналар жатады:
- Тостер: рычаг «қосу» фазасына қойылады, ал катушкалар бекітілген температураға дейін қызады. Тостер белгіленген уақытқа дейін қызып тұрады және тост шығады.
- Көліктегі круиздік бақылау: басқару элементтері бекітілген жылдамдықты ұстап тұру үшін орнатылған. Жүйе төбешіктер немесе жел сияқты өзгермелі жағдайларға байланысты реттелмейді.
Жабық циклды басқару: дәйекті шығыс үшін өзін-өзі түзету
Жабық циклды басқару жүйелері, сондай-ақ кері байланысты басқару жүйелері ретінде белгілі, дәйекті шығысты сақтау үшін өзін-өзі түзету мүмкіндігі бар. Ашық цикл мен жабық жүйенің айырмашылығы - жабық жүйенің өздігінен түзету мүмкіндігі бар, ал ашық жүйенің жоқтығы. Жабық контурлы басқару жүйесінің құрылымы ашық жүйеге ұқсас, бірақ ол кері байланыс циклін қамтиды. Кері байланыс тізбегі шығыстан кіріске апарады, бұл жүйеге өзгеретін шарттар негізінде үздіксіз бақылауға және реттеуге мүмкіндік береді.
Жабық контурлы басқару жүйелерінің мысалдарына мыналар жатады:
- Бөлмедегі температураны реттеу: Жүйе тұрақты температураны сақтау үшін бөлмедегі температура негізінде жылыту немесе салқындату режимін реттейді.
- Дыбыс жүйесіндегі күшейтуді басқару: жүйелі дыбыс деңгейін сақтау үшін жүйе шығыс негізінде күшейтуді реттейді.
Кері байланыс басқару жүйелері: басқаруды келесі деңгейге жеткізу
Кері байланысты басқару жүйелері - кірісті басқару үшін процестің шығысын пайдаланатын басқару жүйесінің бір түрі. Басқаша айтқанда, жүйе басқарылатын процесстен сигнал алады және қажетті шығысқа жету үшін кірісті реттеу үшін сол сигналды пайдаланады.
Кері байланыс басқару жүйелерімен байланысты диаграммалар мен атаулар
Кері байланысты басқару жүйелерімен байланысты бірнеше диаграммалар мен атаулар бар, соның ішінде:
- Блок-схемалар: олар кері байланысты басқару жүйесінің құрамдас бөліктерін және олардың қалай қосылғанын көрсетеді.
- Тасымалдау функциялары: бұл жүйенің кірісі мен шығысы арасындағы байланысты сипаттайды.
- Жабық циклдік жүйелер: бұл қажетті шығысты сақтау үшін шығыс кіріске қайтарылатын кері байланысты басқару жүйелері.
- Ашық циклдік жүйелер: бұл шығыс кіріске қайтарылмаған кері байланысты басқару жүйелері.
Логикалық басқару: оңайлатылған және тиімді басқару жүйелері
Логикалық басқару – шешімдер қабылдау және басқару процестері үшін логикалық логиканы немесе басқа логикалық операцияларды пайдаланатын басқару жүйесінің түрі. Бұл әртүрлі салаларда, соның ішінде өндірісте, өндірісте және электротехникада кеңінен қолданылатын оңайлатылған және тиімді басқару жүйесі.
Логикалық бақылау қалай жұмыс істейді?
Логикалық басқару жүйелері әртүрлі кірістерді өңдеуге және қажетті нәтижені шығаруға арналған. Операцияның негізгі әдісі келесідей:
- Жүйе әдетте электр тогы түрінде болатын кіріс сигналын алады.
- Содан кейін кіріс сигналы жүйеде сақталатын белгіленген мәнмен немесе нүктемен салыстырылады.
- Кіріс сигналы дұрыс болса, жүйе белгілі бір әрекетті орындайды немесе белгілі бір параметрге ауысады.
- Егер кіріс сигналы дұрыс болмаса, жүйе дұрыс мәнге жеткенше кірісті қабылдауды жалғастырады.
Логикалық басқару жүйелерінің мысалдары
Логикалық басқару жүйелері қолданбалардың кең ауқымында қолданылады, соның ішінде:
- Бағдаршамдар: Бағдаршамдар қозғалыс ағынына негізделген қызыл, сары және жасыл шамдар арасында ауысу үшін логикалық басқаруды пайдаланады.
- Өнеркәсіптік роботтар: Өнеркәсіптік роботтар дәнекерлеу, бояу және құрастыру сияқты күрделі тапсырмаларды орындау үшін логикалық басқаруды пайдаланады.
- Автоматты кір жуғыш машиналар: Автоматты кір жуғыш машиналар пайдаланушы енгізуіне негізделген әртүрлі жуу циклдары мен температуралар арасында ауысу үшін логикалық басқаруды пайдаланады.
Қосу-өшіруді басқару: Температураны басқарудың ең қарапайым әдісі
Қосу-өшіруді басқару тарихи түрде өзара байланысты релелер, камера таймерлері және баспалдақ ретімен құрастырылған ажыратқыштар арқылы жүзеге асырылады. Дегенмен, технологияның дамуымен қосу-өшіруді басқаруды енді микроконтроллерлер, арнайы бағдарламаланатын логикалық контроллерлер және басқа да электрондық құрылғылар арқылы орындауға болады.
Қосу-өшіруді басқару мысалдары
Қосу-өшіру бақылауын пайдаланатын өнімдердің кейбір мысалдарына мыналар жатады:
- Бөлме температурасы қажетті параметрден төмен түскенде жылытқышты қосатын және одан жоғары көтерілген кезде оны өшіретін тұрмыстық термостаттар.
- Тоңазытқыштың ішіндегі температура қажетті температурадан жоғары көтерілгенде компрессорды қосатын және одан төмен түскенде оны өшіретін тоңазытқыштар.
- Әр түрлі өзара байланысты кезекті операцияларды іске қосу үшін қосу-өшіру басқаруын пайдаланатын кір жуғыш машиналар.
- Белгілі бір қысым деңгейін ұстап тұру үшін қосу-өшіру басқаруын қолданатын пневматикалық жетектер.
Қосу-өшіруді басқарудың артықшылықтары мен кемшіліктері
Қосу-өшіруді басқарудың артықшылықтары мыналарды қамтиды:
- Оны жүзеге асыру қарапайым және арзан.
- Оны түсіну және орындау оңай.
- Оны әртүрлі машиналар мен операцияларда қолдануға болады.
Қосу-өшіруді басқарудың кемшіліктеріне мыналар жатады:
- Ол басқарылатын өнімге немесе процеске теріс әсер ететін жүйеде күрт өзгерістерді тудырады.
- Ол қалаған орнату мәнін дәл сақтай алмауы мүмкін, әсіресе үлкен жылу массасы бар жүйелерде.
- Бұл электр қосқыштары мен релелердің тозуына және жиі ауыстыруға әкелуі мүмкін.
Сызықтық басқару: қалаған нәтижелерді сақтау өнері
Сызықтық басқару теориясы сызықтық басқару жүйелерінің әрекетін реттейтін бірнеше принциптерге негізделген. Бұл принциптерге мыналар жатады:
- Жағымсыз әсерлерді елемеу принципі: Бұл принцип жүйенің кез келген жағымсыз әсерлерін елемеуге болатынын болжайды.
- Аддитивтілік принципі: Бұл принцип сызықтық жүйенің шығысы жеке әрекет ететін әрбір кіріс шығаратын нәтижелердің қосындысы деген тұжырымдаманы ұстанады.
- Суперпозиция принципі: Бұл принцип сызықтық жүйенің шығысы жеке әрекет ететін әрбір кіріс шығаратын нәтижелердің қосындысы деп болжайды.
Сызықты емес жағдай
Егер жүйе аддитивтік және біртектілік принциптерін сақтамаса, ол сызықты емес деп саналады. Бұл жағдайда анықтаушы теңдеу әдетте терминдердің квадраты болып табылады. Сызықты емес жүйелер сызықтық жүйелер сияқты әрекет етпейді және басқарудың әртүрлі әдістерін қажет етеді.
Бұлыңғыр логика: динамикалық басқару жүйесі
Бұлыңғыр логика – кіріс сигналын шығыс сигналға түрлендіру үшін анық емес жиындарды пайдаланатын басқару жүйесінің бір түрі. Бұл 0 мен 1 аралығындағы үздіксіз мәндерді қабылдайтын логикалық айнымалылар тұрғысынан аналогтық кіріс мәндерін талдайтын математикалық құрылым. Бұлыңғыр логика – кіріс сигналындағы өзгерістерді өңдей алатын және сәйкесінше шығыс сигналын реттей алатын динамикалық басқару жүйесі.
Іс-әрекеттегі анық емес логика мысалдары
Бұлыңғыр логика басқару тапсырмаларының кең ауқымын орындау үшін көптеген өрістерде қолданылады. Міне, кейбір мысалдар:
- Суды тазарту: анық емес логика тазарту қондырғысы арқылы су ағынын басқару үшін қолданылады. Жүйе судың ағымдағы күйіне және қажетті шығыс сапасына негізделген ағын жылдамдығын реттейді.
- HVAC жүйелері: анық емес логика ғимараттағы температура мен ылғалдылықты бақылау үшін қолданылады. Жүйе ғимараттың ағымдағы күйіне және қажетті жайлылық деңгейіне қарай температура мен ылғалдылықты реттейді.
- Қозғалысты бақылау: Көлік қиылысы арқылы қозғалыс ағынын басқару үшін анық емес логика қолданылады. Жүйе ағымдағы қозғалыс жағдайына байланысты бағдаршамның уақытын реттейді.
қорытынды
Сонымен, басқару жүйелері көптеген салалардағы процестерді басқару үшін қолданылады және олар кірістегі өзгерістерге қарамастан тұрақты өнімді сақтайтын жүйені жобалауды, енгізуді және қолдауды қамтиды.
Басқару жүйесімен қателесе алмайсыз, сондықтан келесі жобаңызда оны пайдаланудан қорықпаңыз! Сонымен, алға және әлеміңізді басқарыңыз!
Мен Джост Нусселдермін, Tools Doctor негізін қалаушы, контент маркетолог және әкемін. Мен жаңа жабдықты сынап көргенді ұнатамын және өз командаммен бірге 2016 жылдан бері адал оқырмандарға құралдар мен шеберлік бойынша кеңестер беру үшін тереңдетілген блог мақалаларын жасап келемін.
