Sistem kawalan digunakan untuk mengekalkan titik set atau output yang dikehendaki dengan melaraskan isyarat input. Sistem kawalan boleh menjadi gelung terbuka atau gelung tertutup. Sistem kawalan gelung terbuka tidak mempunyai gelung maklum balas dan sistem kawalan gelung tertutup mempunyai.
Dalam artikel ini, saya akan menerangkan tentang sistem kawalan, cara ia berfungsi dan cara ia digunakan dalam kehidupan seharian. Selain itu, saya akan berkongsi beberapa fakta menarik tentang sistem kawalan yang mungkin anda tidak tahu!
Dalam catatan ini kita akan merangkumi:
- Sistem Kawalan- Seni Reka Bentuk dan Pelaksanaan
- Kawalan gelung terbuka dan gelung tertutup: Perbezaan antara pembetulan diri dan output tetap
- Sistem Kawalan Maklum Balas: Membawa Kawalan ke Tahap Seterusnya
- Kawalan Logik: Sistem Kawalan Mudah dan Berkesan
- Kawalan Hidup-Mati: Kaedah Paling Mudah untuk Mengawal Suhu
- Kawalan Linear: Seni Mengekalkan Output yang Diingini
- Logik Kabur: Sistem Kawalan Dinamik
- Kesimpulan
Sistem Kawalan- Seni Reka Bentuk dan Pelaksanaan
Sistem kawalan melibatkan proses menetapkan dan mengekalkan output tertentu dengan melaraskan isyarat input. Matlamatnya adalah untuk menghasilkan output yang betul dan konsisten, walaupun terdapat sebarang perubahan awal dalam input. Proses ini melibatkan beberapa peringkat, termasuk yang berikut:
- Peringkat input: di mana isyarat input diterima
- Peringkat pemprosesan: di mana isyarat diproses dan dianalisis
- Peringkat output: di mana isyarat keluaran dihasilkan
Peranan Sistem Kawalan dalam Pengeluaran
Sistem kawalan memainkan peranan penting dalam pengeluaran dan pengedaran dalam banyak industri. Teknologi automasi sering digunakan untuk melaksanakan sistem ini, yang boleh menjadi sangat kompleks dan mahal untuk dibina. Elemen berikut diperlukan untuk mencipta sistem kawalan yang sangat baik:
- Pemahaman yang baik tentang sistem yang dikawal
- Keupayaan untuk mereka bentuk dan melaksanakan jenis sistem kawalan yang betul
- Pakej reka bentuk dan teknik standard yang boleh digunakan untuk situasi tertentu
Langkah-Langkah yang Terlibat dalam Mencipta Sistem Kawalan
Proses mencipta sistem kawalan melibatkan langkah-langkah berikut:
- Mereka bentuk struktur sistem: Ini melibatkan penentuan jenis sistem kawalan yang diperlukan dan komponen yang akan disertakan
- Melaksanakan sistem: Ini melibatkan pembinaan sistem dengan teliti dan menjalankan ujian untuk memastikan ia berfungsi dengan betul
- Mengekalkan sistem: Ini melibatkan pemantauan prestasi sistem dari semasa ke semasa dan membuat sebarang perubahan yang diperlukan untuk memastikan ia terus berfungsi dengan betul
Kawalan gelung terbuka dan gelung tertutup: Perbezaan antara pembetulan diri dan output tetap
Sistem kawalan gelung terbuka juga dikenali sebagai kawalan bukan maklum balas. Sistem ini mempunyai output tetap yang tidak diselaraskan berdasarkan sebarang input atau maklum balas. Struktur sistem kawalan gelung terbuka adalah tipikal dan termasuk input, titik set dan output. Input ialah isyarat yang digunakan untuk menghasilkan keluaran yang dikehendaki. Titik set ialah nilai sasaran untuk output. Output adalah hasil daripada proses berjalan.
Contoh sistem kawalan gelung terbuka termasuk:
- Pembakar roti: Tuas diletakkan dalam fasa "hidup", dan gegelung dipanaskan pada suhu tetap. Pembakar roti kekal dipanaskan sehingga masa yang ditetapkan, dan roti bakar muncul.
- Kawalan pelayaran dalam kenderaan: Kawalan ditetapkan untuk mengekalkan halaju tetap. Sistem ini tidak menyesuaikan berdasarkan keadaan yang berubah-ubah, seperti bukit atau angin.
Kawalan gelung tertutup: Pembetulan sendiri untuk output yang konsisten
Sistem kawalan gelung tertutup, juga dikenali sebagai sistem kawalan maklum balas, mempunyai keupayaan untuk membetulkan sendiri untuk mengekalkan output yang konsisten. Perbezaan antara sistem gelung terbuka dan gelung tertutup ialah sistem gelung tertutup mempunyai keupayaan untuk membetulkan sendiri manakala sistem gelung terbuka tidak. Struktur sistem kawalan gelung tertutup adalah serupa dengan sistem gelung terbuka, tetapi ia termasuk gelung maklum balas. Gelung maklum balas mengarah dari output ke input, membolehkan sistem memantau dan menyesuaikan secara berterusan berdasarkan keadaan yang berubah-ubah.
Contoh sistem kawalan gelung tertutup termasuk:
- Kawalan suhu dalam bilik: Sistem melaraskan pemanasan atau penyejukan berdasarkan suhu di dalam bilik untuk mengekalkan suhu yang konsisten.
- Kawalan amplifikasi dalam sistem bunyi: Sistem melaraskan amplifikasi berdasarkan output untuk mengekalkan tahap bunyi yang konsisten.
Sistem Kawalan Maklum Balas: Membawa Kawalan ke Tahap Seterusnya
Sistem kawalan maklum balas adalah sejenis sistem kawalan yang menggunakan output proses untuk mengawal input. Dalam erti kata lain, sistem menerima isyarat daripada proses yang dikawal dan menggunakan isyarat itu untuk melaraskan input untuk mencapai output yang dikehendaki.
Gambar rajah dan Nama Berkaitan dengan Sistem Kawalan Maklum Balas
Terdapat beberapa rajah dan nama yang dikaitkan dengan sistem kawalan maklum balas, termasuk:
- Gambar rajah blok: Ini menunjukkan komponen sistem kawalan maklum balas dan cara ia disambungkan.
- Fungsi pemindahan: Ini menerangkan hubungan antara input dan output sistem.
- Sistem gelung tertutup: Ini adalah sistem kawalan maklum balas di mana output disalurkan semula kepada input untuk mengekalkan output yang dikehendaki.
- Sistem gelung terbuka: Ini adalah sistem kawalan maklum balas di mana output tidak disalurkan kembali ke input.
Kawalan Logik: Sistem Kawalan Mudah dan Berkesan
Kawalan logik ialah sejenis sistem kawalan yang menggunakan logik Boolean atau operasi logik lain untuk membuat keputusan dan proses kawalan. Ia adalah sistem kawalan yang mudah dan berkesan yang digunakan secara meluas dalam pelbagai industri, termasuk pengeluaran, pembuatan dan kejuruteraan elektrik.
Bagaimanakah Kawalan Logik Berfungsi?
Sistem kawalan logik direka untuk mengendalikan pelbagai input dan menghasilkan output yang dikehendaki. Kaedah asas operasi adalah seperti berikut:
- Sistem menerima isyarat input, yang biasanya dalam bentuk arus elektrik.
- Isyarat input kemudiannya dibandingkan dengan nilai atau titik yang ditetapkan, yang disimpan dalam sistem.
- Jika isyarat input adalah betul, sistem akan melakukan tindakan tertentu atau bertukar kepada tetapan tertentu.
- Jika isyarat input tidak betul, sistem akan terus menerima input sehingga nilai yang betul dicapai.
Contoh Sistem Kawalan Logik
Sistem kawalan logik digunakan dalam pelbagai aplikasi, termasuk:
- Lampu isyarat: Lampu isyarat menggunakan kawalan logik untuk bertukar antara lampu merah, kuning dan hijau berdasarkan aliran lalu lintas.
- Robot industri: Robot industri menggunakan kawalan logik untuk melaksanakan tugas yang kompleks, seperti mengimpal, mengecat dan memasang.
- Mesin basuh automatik: Mesin basuh automatik menggunakan kawalan logik untuk bertukar antara kitaran basuh dan suhu yang berbeza berdasarkan input pengguna.
Kawalan Hidup-Mati: Kaedah Paling Mudah untuk Mengawal Suhu
Kawalan Hidup-Mati dilaksanakan mengikut sejarah menggunakan geganti bersambung, pemasa cam dan suis yang dibina dalam urutan tangga. Walau bagaimanapun, dengan kemajuan teknologi, kawalan on-off kini boleh dilakukan menggunakan mikropengawal, pengawal logik boleh atur cara khusus dan peranti elektronik lain.
Contoh Kawalan Hidup-Mati
Beberapa contoh produk yang menggunakan kawalan hidup-mati termasuk:
- Termostat domestik yang menghidupkan pemanas apabila suhu bilik turun di bawah tetapan yang dikehendaki dan mematikannya apabila berada di atasnya.
- Peti sejuk yang menghidupkan pemampat apabila suhu di dalam peti sejuk meningkat melebihi suhu yang diingini dan mematikannya apabila berada di bawahnya.
- Mesin basuh yang menggunakan kawalan on-off untuk mencetuskan operasi jujukan yang saling berkaitan.
- Penggerak pneumatik yang menggunakan kawalan hidup-mati untuk mengekalkan tahap tekanan tertentu.
Kelebihan dan Kekurangan Kawalan On-Off
Kelebihan kawalan on-off termasuk:
- Ia mudah dan murah untuk dilaksanakan.
- Ia mudah difahami dan dilaksanakan.
- Ia boleh digunakan dalam pelbagai jenis mesin dan operasi.
Kelemahan kawalan on-off termasuk:
- Ia menghasilkan perubahan mendadak dalam sistem, yang boleh menyebabkan kesan negatif pada produk atau proses yang dikawal.
- Ia mungkin tidak dapat mengekalkan titik tetapan yang dikehendaki dengan tepat, terutamanya dalam sistem dengan jisim haba yang besar.
- Ia boleh menyebabkan haus dan lusuh pada suis dan geganti elektrik, yang membawa kepada penggantian yang kerap.
Kawalan Linear: Seni Mengekalkan Output yang Diingini
Teori kawalan linear adalah berdasarkan beberapa prinsip yang mengawal bagaimana sistem kawalan linear berkelakuan. Prinsip-prinsip ini termasuk:
- Prinsip mengabaikan kesan yang tidak diingini: Prinsip ini menganggap bahawa sebarang kesan sistem yang tidak diingini boleh diabaikan.
- Prinsip aditiviti: Prinsip ini berpegang kepada konsep bahawa keluaran sistem linear ialah jumlah keluaran yang dihasilkan oleh setiap input yang bertindak sendiri.
- Prinsip superposisi: Prinsip ini menganggap bahawa keluaran sistem linear ialah jumlah keluaran yang dihasilkan oleh setiap input yang bertindak sendiri.
Kes Tak Linear
Jika sistem tidak mematuhi prinsip ketambahan dan kehomogenan, ia dianggap tidak linear. Dalam kes ini, persamaan yang mentakrifkan lazimnya ialah segi empat sama. Sistem tak linear tidak berkelakuan dengan cara yang sama seperti sistem linear dan memerlukan kaedah kawalan yang berbeza.
Logik Kabur: Sistem Kawalan Dinamik
Logik kabur ialah sejenis sistem kawalan yang menggunakan set kabur untuk menukar isyarat masukan kepada isyarat keluaran. Ia adalah struktur matematik yang menganalisis nilai input analog dari segi pembolehubah logik yang mengambil nilai berterusan antara 0 dan 1. Logik kabur ialah sistem kawalan dinamik yang boleh mengendalikan perubahan dalam isyarat input dan melaraskan isyarat keluaran dengan sewajarnya.
Contoh Logik Kabur dalam Tindakan
Logik kabur digunakan dalam banyak bidang untuk melaksanakan pelbagai tugas kawalan. Berikut adalah beberapa contoh:
- Rawatan air: Logik kabur digunakan untuk mengawal aliran air melalui loji rawatan. Sistem melaraskan kadar aliran berdasarkan keadaan semasa air dan kualiti keluaran yang dikehendaki.
- Sistem HVAC: Logik kabur digunakan untuk mengawal suhu dan kelembapan dalam bangunan. Sistem melaraskan suhu dan kelembapan berdasarkan keadaan semasa bangunan dan tahap keselesaan yang diingini.
- Kawalan trafik: Logik kabur digunakan untuk mengawal aliran trafik melalui persimpangan. Sistem melaraskan masa lampu isyarat berdasarkan keadaan trafik semasa.
Kesimpulan
Jadi, sistem kawalan digunakan untuk mengawal proses dalam banyak industri, dan ia melibatkan mereka bentuk, melaksanakan dan mengekalkan sistem yang mengekalkan output yang konsisten walaupun terdapat perubahan dalam input.
Anda tidak boleh salah dengan sistem kawalan, jadi jangan takut untuk menggunakannya dalam projek anda yang seterusnya! Jadi, teruskan dan kawal dunia anda!
Saya Joost Nusselder, pengasas Doktor Alat, pemasar kandungan dan ayah. Saya suka mencuba peralatan baharu, dan bersama pasukan saya, saya telah mencipta artikel blog yang mendalam sejak 2016 untuk membantu pembaca setia dengan alatan & petua kerajinan.
