Kontrollsystemer gi benotzt fir e Setpoint oder gewënschten Ausgang z'erhalen andeems en Input Signal ugepasst gëtt. Kontrollsystemer kënnen oppe Loop oder zoue Loop sinn. Open Loop Kontrollsystemer hu keng Feedback Loop an zougemaach Loop Kontrollsystemer hunn.
An dësem Artikel erklären ech wat Kontrollsystemer sinn, wéi se funktionnéieren a wéi se am Alldag benotzt ginn. Plus, Ech wäert e puer Spaass Fakten iwwer Kontroll Systemer deelen Dir vläicht net wëssen!
An dësem Post decken mir:
- Kontrollsystemer- D'Konscht vum Design an Ëmsetzung
- Open-Loop a Closed-Loop Kontroll: Den Ënnerscheed tëscht Selbstkorrektur a fixen Output
- Feedback Kontrollsystemer: Kontroll op den nächsten Niveau bréngen
- Logik Kontroll: Vereinfacht an effektiv Kontrollsystemer
- On-Off Kontroll: Déi einfachst Method fir d'Temperatur ze kontrolléieren
- Linearkontrolle: D'Konscht fir gewënschte Ausgänge z'erhalen
- The Fuzzy Logic: A Dynamic Control System
- Konklusioun
Kontrollsystemer- D'Konscht vum Design an Ëmsetzung
Kontrollsystemer involvéieren de Prozess fir e bestëmmten Ausgang ze setzen an z'erhalen andeems den Input Signal ugepasst gëtt. D'Zil ass eng korrekt a konsequent Ausgang ze produzéieren, trotz all initial Ännerungen am Input. De Prozess ëmfaasst eng Rei Etappen, dorënner déi folgend:
- Input Etapp: wou d'Input Signal kritt ass
- Veraarbechtungsstadium: wou d'Signal veraarbecht an analyséiert gëtt
- Ausgangsstadium: wou d'Ausgangssignal produzéiert gëtt
D'Roll vu Kontrollsystemer an der Produktioun
Kontrollsystemer spillen eng bedeitend Roll bei der Produktioun a Verdeelung a ville Industrien. Automatisatiounstechnologie gëtt dacks benotzt fir dës Systemer ëmzesetzen, déi ganz komplex an deier kënne sinn ze bauen. Déi folgend Elementer sinn erfuerderlech fir en exzellente Kontrollsystem ze kreéieren:
- E gutt Verständnis vum System gëtt kontrolléiert
- D'Fäegkeet fir déi richteg Aart vu Kontrollsystem ze designen an ëmzesetzen
- E Package vu Standarddesignen an Techniken déi op spezifesch Situatiounen applizéiert kënne ginn
D'Schrëtt involvéiert fir e Kontrollsystem ze kreéieren
De Prozess vun der Schafung vun engem Kontrollsystem ëmfaasst déi folgend Schrëtt:
- D'Struktur vum System designen: Dëst beinhalt d'Bestëmmung vun der Aart vu Kontrollsystem erfuerderlech an d'Komponenten déi abegraff sinn
- De System ëmsetzen: Dëst beinhalt d'Konstruktioun vum System virsiichteg an d'Tester auszeféieren fir sécherzestellen datt et richteg funktionnéiert
- De System erhalen: Dëst beinhalt d'Iwwerwaachung vum System seng Leeschtung iwwer Zäit an all néideg Ännerungen ze maachen fir sécherzestellen datt et weider funktionnéiert.
Open-Loop a Closed-Loop Kontroll: Den Ënnerscheed tëscht Selbstkorrektur a fixen Output
Open-Loop Kontrollsystemer sinn och bekannt als Net-Feedback Kontrollen. Dës Systemer hunn e fixen Output deen net op Basis vun engem Input oder Feedback ugepasst gëtt. D'Struktur vun engem Open-Loop Kontrollsystem ass typesch an enthält en Input, e Setpunkt an en Output. Den Input ass d'Signal dat benotzt gëtt fir de gewënschten Ausgang ze produzéieren. De Setpunkt ass den Zilwäert fir d'Ausgab. D'Ausgab ass d'Resultat vum lafende Prozess.
Beispiller vun Open-Loop Kontrollsystemer enthalen:
- A Toaster: Den Hiewel gëtt an der "op" Phase gesat, an d'Spirelen ginn op eng fix Temperatur erhëtzt. Den Toaster bleift erhëtzt bis déi ernannt Zäit, an den Toast kënnt op.
- Eng Cruise Kontroll an engem Gefier: D'Kontrollen si gesat fir eng fix Geschwindegkeet ze halen. De System passt net un op Basis vu verännerleche Konditiounen, wéi Hiwwelen oder Wand.
Closed-loop Kontroll: Selbstkorrektur fir konsequent Ausgang
Closed-loop Kontrollsystemer, och bekannt als Feedback Kontrollsystemer, hunn d'Fäegkeet sech selwer ze korrigéieren fir e konsequent Output z'erhalen. Den Ënnerscheed tëscht engem Open-Loop an engem zouenen Loop System ass datt de zouenen Loop System d'Fäegkeet huet sech selwer ze korrigéieren, während den Open-Loop System net. D'Struktur vun engem zouene Loop Kontrollsystem ass ähnlech wéi déi vun engem Open Loop System, awer et enthält eng Feedback Loop. D'Feedback Loop féiert vum Ausgang zum Input, wat de System erlaabt kontinuéierlech ze iwwerwaachen an unzepassen op Basis vu verännerende Konditiounen.
Beispiller vu zougemaache Kontrollsystemer enthalen:
- Temperaturkontroll an engem Raum: De System passt d'Heizung oder d'Ofkillung op Basis vun der Temperatur am Raum un fir eng konsequent Temperatur ze halen.
- Amplifikatiounskontroll an engem Soundsystem: De System passt d'Verstäerkung op Basis vun der Ausgang un fir e konsequent Tounniveau z'erhalen.
Feedback Kontrollsystemer: Kontroll op den nächsten Niveau bréngen
Feedback Kontrollsystemer sinn eng Zort Kontrollsystem deen den Ausgang vun engem Prozess benotzt fir den Input ze kontrolléieren. An anere Wierder, de System kritt e Signal vum Prozess deen kontrolléiert gëtt a benotzt dat Signal fir den Input unzepassen fir de gewënschten Output z'erreechen.
Diagrammer an Nimm verbonne mat Feedback Kontroll Systemer
Et gi verschidde Diagrammer an Nimm verbonne mat Feedback Kontroll Systemer, dorënner:
- Blockdiagrammer: Dës weisen d'Komponente vum Feedback Kontrollsystem a wéi se verbonne sinn.
- Transferfunktiounen: Dës beschreiwen d'Relatioun tëscht dem Input an dem Output vum System.
- Closed-Loop Systemer: Dëst sinn Feedback Kontrollsystemer, wou d'Ausgab op den Input zréckgefouert gëtt fir de gewënschten Output z'erhalen.
- Open-Loop Systemer: Dëst sinn Feedback Kontrollsystemer wou den Ausgang net op den Input zréckgefouert gëtt.
Logik Kontroll: Vereinfacht an effektiv Kontrollsystemer
Logik Kontroll ass eng Zort Kontrollsystem déi boolesch Logik oder aner logesch Operatiounen benotzt fir Entscheedungen a Kontrollprozesser ze huelen. Et ass e vereinfacht an efficace Kontrollsystem dat wäit a verschiddenen Industrien benotzt gëtt, dorënner Produktioun, Fabrikatioun, an Elektrotechnik.
Wéi funktionéiert Logik Kontroll?
Logik Kontrollsystemer sinn entwéckelt fir eng Vielfalt vun Inputen ze handhaben an e gewënschten Output ze produzéieren. D'Basis Method vun Operatioun ass wéi follegt:
- De System kritt en Input Signal, dat normalerweis a Form vun engem elektresche Stroum ass.
- D'Input Signal gëtt dann mat engem festgeluegte Wäert oder Punkt verglach, deen am System gespäichert ass.
- Wann den Input Signal richteg ass, wäert de System eng spezifesch Aktioun ausféieren oder op eng spezifesch Astellung wiesselen.
- Wann d'Input Signal falsch ass, wäert de System weider Input kréien bis de richtege Wäert erreecht ass.
Beispiller vu Logik Kontrollsystemer
Logik Kontrollsystemer ginn an enger breet Palette vun Uwendungen benotzt, dorënner:
- Traffic Luuchten: Traffic Luuchten benotzen Logik Kontroll tëscht rout, giel a gréng Luuchten ze wiesselen ugefaangen baséiert op de Flux vum Verkéier.
- Industrieroboter: Industrieroboter benotze Logikkontrolle fir komplex Aufgaben auszeféieren, sou wéi Schweißen, Molerei a Montage.
- Automatesch Wäschmaschinnen: Automatesch Wäschmaschinne benotze Logikkontrolle fir tëscht verschiddene Wäschzyklen an Temperaturen ze wiesselen op Basis vum Benotzerinput.
On-Off Kontroll: Déi einfachst Method fir d'Temperatur ze kontrolléieren
On-Off Kontroll ass historesch implementéiert mat interconnected Relais, Cam Timer, a Schalter déi an enger Leeder Sequenz gebaut ginn. Wéi och ëmmer, mam Fortschrëtt vun der Technologie, kann On-Off Kontroll elo mat Mikrokontroller, spezialiséiert programméierbar Logik Controller, an aner elektronesch Geräter ausgefouert ginn.
Beispiller vun On-Off Kontroll
E puer Beispiller vu Produkter déi On-Off Kontroll benotzen enthalen:
- Hausthermostate, déi den Heizung ausschalten wann d'Raumtemperatur ënner dem gewënschten Astellung fällt an se ausschalten wann et driwwer geet.
- Frigoen déi de Kompressor unschalten wann d'Temperatur am Frigo iwwer déi gewënscht Temperatur eropgeet a se ausschalten wann et drënner geet.
- Wäschmaschinnen déi On-Off Kontroll benotze fir verschidde interrelated sequentiell Operatiounen auszeléisen.
- Pneumatesch Aktuatoren déi On-Off Kontroll benotze fir e gewëssen Drockniveau z'erhalen.
Virdeeler an Nodeeler vun On-Off Kontroll
Virdeeler vun On-Off Kontroll enthalen:
- Et ass einfach a bëlleg ze implementéieren.
- Et ass einfach ze verstoen an auszeféieren.
- Et kann a verschiddenen Zorte vu Maschinnen an Operatiounen benotzt ginn.
Nodeeler vun On-Off Kontroll enthalen:
- Et produzéiert abrupt Verännerungen am System, wat negativ Auswierkungen op d'Produkt oder de Prozess verursaache kann, dee kontrolléiert gëtt.
- Et kann net fäeg sinn de gewënschte Setpoint präzis ze halen, besonnesch a Systemer mat grousse thermesche Massen.
- Et kann Verschleiung op den elektresche Schalter a Relais verursaachen, wat zu dacks Ersatz féiert.
Linearkontrolle: D'Konscht fir gewënschte Ausgänge z'erhalen
Linear Kontrolltheorie baséiert op verschidde Prinzipien déi regéieren wéi linear Kontrollsystemer sech behuelen. Dës Prinzipien enthalen:
- De Prinzip fir ongewollt Effekter ze ignoréieren: Dëse Prinzip geet un datt all ongewollt Effekter vum System ignoréiert kënne ginn.
- De Prinzip vun der Additivitéit: Dëse Prinzip hält sech un d'Konzept datt d'Ausgab vun engem linearem System d'Zomm vun den Ausgängen ass, déi vun all Input produzéiert gëtt, déi eleng handelt.
- De Prinzip vun der Superpositioun: Dëse Prinzip gëtt ugeholl datt d'Ausgab vun engem linearem System d'Zomm vun den Ausgängen ass, déi vun all Input produzéiert gëtt, deen eleng handelt.
Den net-lineare Fall
Wann e System net un d'Prinzipien vun der Additivitéit an der Homogenitéit hält, gëtt et als net-linear ugesinn. An dësem Fall ass déi definéierend Equatioun typesch e Quadrat vu Begrëffer. Net-linear Systemer behuelen sech net op déiselwecht Manéier wéi linear Systemer a erfuerderen verschidde Kontrollmethoden.
The Fuzzy Logic: A Dynamic Control System
Fuzzy Logik ass eng Aart vu Kontrollsystem déi fuzzy Sets benotzt fir en Input Signal an en Ausgangssignal ze konvertéieren. Et ass eng mathematesch Struktur déi Analog Input Wäerter analyséiert a punkto logesche Variablen déi kontinuéierlech Wäerter tëscht 0 an 1 iwwerhuelen. Fuzzy Logik ass en dynamesche Kontrollsystem deen Ännerungen am Input Signal handhaben kann an d'Ausgangssignal deementspriechend upassen.
Beispiller vu Fuzzy Logic an Action
Fuzzy Logik gëtt a ville Felder benotzt fir eng breet Palette vu Kontrollaufgaben auszeféieren. Hei sinn e puer Beispiller:
- Waasserbehandlung: Fuzzy Logik gëtt benotzt fir de Flux vum Waasser duerch eng Behandlungsanlag ze kontrolléieren. De System passt d'Flowrate un op Basis vum aktuellen Zoustand vum Waasser an der gewënschter Ausgangsqualitéit.
- HVAC Systemer: Fuzzy Logik gëtt benotzt fir d'Temperatur an d'Fiichtegkeet an engem Gebai ze kontrolléieren. De System passt d'Temperatur an d'Fiichtegkeet un op Basis vum aktuellen Zoustand vum Gebai an dem gewënschten Komfortniveau.
- Verkéierskontroll: Fuzzy Logik gëtt benotzt fir de Flux vum Traffic duerch eng Kräizung ze kontrolléieren. De System passt den Timing vun de Verkéiersluuchten un op Basis vun den aktuelle Verkéiersbedingungen.
Konklusioun
Also, Kontrollsystemer gi benotzt fir Prozesser a ville Industrien ze kontrolléieren, a si involvéieren d'Design, d'Ëmsetzung an d'Erhalen vun engem System deen e konsequent Output behält trotz Ännerungen am Input.
Dir kënnt net falsch mat engem Kontrollsystem goen, also fäert net een an Ärem nächste Projet ze benotzen! Also, gitt vir a kontrolléiert Är Welt!
Ech sinn de Joost Nusselder, de Grënner vum Tools Doctor, Inhaltsvermaart a Papp. Ech hu gär nei Ausrüstung ausprobéieren, an zesumme mat mengem Team hunn ech zënter 2016 déif Blogartikelen erstallt fir trei Lieser mat Tools & Handwierkstips ze hëllefen.
