ویدفکتور

مالیات

دسته بندی کالاها

جستجو

سبد خرید

(1)

۱۳۹۹/۱۲/۱۸

124

0

سیستم کنترل مدار باز و مدار بستهسیستم کنترل مدار باز و مدار بسته

سیستم کنترل مدار باز و مدار بسته

سیستم‌های کنترل به دو دسته مدار باز و مدار بسته تقسیم می‌شوند که تفاوت اصلی آن‌ها در وجود یا عدم وجود بازخورد از خروجی است. در کنترل مدار باز، خروجی اندازه‌گیری نمی‌شود و عملکرد سیستم بر اساس تنظیمات اولیه انجام می‌گیرد.

در علم کنترل، سیستم‌ها بر اساس نحوه عملکرد و نوع ارتباط میان ورودی و خروجی دسته‌بندی می‌شوند. این دسته‌بندی هم در مباحث آکادمیک و هم در صنعت کاربرد گسترده‌ای دارد، هرچند ممکن است در بیان و تفسیر آن تفاوت‌هایی وجود داشته باشد. به طور کلی، سیستم‌های کنترل از دیدگاه ساختاری به دو گروه اصلی تقسیم می‌شوند که مبنای بسیاری از تحلیل‌ها و طراحی‌های مهندسی را تشکیل می‌دهند.

انواع کنترل

به طور کلی سیستم‌های کنترل به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

سیستم‌های کنترل مدار باز

سیستم‌هایی هستند که در آن‌ها خروجی فرآیند اندازه‌گیری نشده و با مقدار مطلوب مقایسه نمی‌شود. در این نوع کنترل، عملکرد سیستم صرفاً بر اساس تنظیمات اولیه و برنامه از پیش تعیین‌شده انجام می‌گیرد و هیچ بازخوردی از نتیجه واقعی فرآیند دریافت نمی‌شود.

سیستم‌های کنترل مدار بسته

در این سیستم‌ها، خروجی فرآیند به طور مداوم اندازه‌گیری شده و با مقدار مطلوب (نقطه تنظیم) مقایسه می‌شود. اختلاف بین این دو مقدار به عنوان خطا در نظر گرفته شده و کنترل‌کننده بر اساس آن فرمان اصلاحی صادر می‌کند تا خروجی به مقدار مطلوب نزدیک شود.

در ادامه، ابتدا تعاریف آکادمیک این دو نوع سیستم بررسی می‌شود و سپس به تفاوت‌های موجود میان دیدگاه دانشگاهی و کاربرد صنعتی آن‌ها اشاره خواهد شد.

سیستم های کنترل مدارباز

سیستم کنترل مدار باز به سیستمی گفته می‌شود که کنترل‌کننده از وضعیت نهایی فرآیند اطلاعی ندارد یا امکان اندازه‌گیری و مقایسه خروجی با مقدار مطلوب را در اختیار ندارد. در این نوع سیستم‌ها، کنترل‌کننده بر اساس تنظیمات اولیه و در یک بازه زمانی مشخص، مجموعه‌ای از اقدامات از پیش تعیین‌شده را اجرا می‌کند و هیچ بازخوردی از شرایط واقعی فرآیند دریافت نمی‌کند.

به عنوان مثال، می‌توان نحوه کنترل در یک ماشین لباسشویی را در نظر گرفت. کاربر زمان شستشو را توسط تایمر تنظیم می‌کند. پس از سپری شدن زمان تعیین‌شده و اجرای برنامه شستشو مطابق با این تنظیم، دستگاه به طور خودکار مرحله شستشو را متوقف کرده و مراحل بعدی مانند آبکشی و خشک‌کردن را آغاز می‌کند. نکته مهم این است که ماشین لباسشویی کیفیت تمیز شدن لباس‌ها را بررسی نمی‌کند؛ ممکن است لباس‌ها زودتر از زمان تعیین‌شده کاملاً تمیز شده باشند، یا برعکس، به دلیل شدت آلودگی و وجود لکه‌های مقاوم، پس از پایان برنامه همچنان کثیف باقی بمانند.

در هر یک از این حالت‌ها، کاهش یا افزایش زمان شستشو می‌تواند مؤثر باشد، اما چون سیستم از نوع مدار باز است و از وضعیت خروجی فرآیند (یعنی میزان تمیزی لباس‌ها) اطلاعی ندارد، این موضوع در روند کنترل تأثیری نخواهد داشت. بنابراین، در چنین سیستمی همواره نمی‌توان انتظار دستیابی به نتیجه مطلوب را داشت.

ممکن است گفته شود که با روش سعی و خطا، مثلاً با اجرای دوباره برنامه شستشو، می‌توان به نتیجه مطلوب رسید؛ اما این کار موجب اتلاف زمان و انرژی می‌شود و در فرآیندهای پیچیده‌تر نه مطلوب است و نه مقرون‌به‌صرفه.

نمودار بلوکی سیستم کنترل مدار باز

بنابراین بطور کلی در یک سیستم کنترل مدار باز ، اشکالاتاساسی زیر وجود دارد:

  1. پاسخ سیستماز حالت  ایده آل فاصله زیادی دارد ، چون کنترل کننده از وضع خروجی فرآیند خبری ندارد.
  2. در بیشتر موارد اتلاف انرژی خواهیم داشت.
  3. عوامل ناخواسته ( اغتشاش یا نویز) روی سیستم تاثیرزیادی می گذارد.

برای رفع معایب فوق می توانیم از سیستم کنترل مدار بسته استفاده کنیم.

سیستم های کنترل مداربسته

در سیستم کنترل مدار بسته، کنترل‌کننده همواره از آخرین وضعیت خروجی فرآیند آگاهی دارد و کنترل فرآیند بر اساس این اطلاعات صورت می‌گیرد. یعنی یک سیستم اندازه‌گیری داریم که خروجی فرآیند یا همان کمیت تحت کنترل خود را اندازه‌گیری کرده و به عنوان عنصر تغییرپذیر فرآیند (Process Variable = PV) آن را با مقدار مطلوب یا نقطه تنظیم (Set Point = SP) که اپراتور به کنترل‌کننده داده است مقایسه می‌کند.

کنترل‌کننده اختلاف بین PV و SP را بررسی کرده و چنانچه اختلافی وجود داشته باشد، آن را به عنوان خطا (Error) در نظر می‌گیرد و بر اساس مقدار خطا و تابعی (Function) که در کنترل‌کننده تعریف شده است، خروجی تولید می‌کند. خروجی کنترل‌کننده به عنوان سیگنال ورودی به محرک ارسال شده و در نهایت به عنصر نهایی (Final Element) می‌رسد.

عنصر نهایی شرایط فرآیند را به گونه‌ای تغییر می‌دهد تا به وضعیت مطلوب (PV = SP) برسد. چنانچه خروجی فرآیند اصلاح نشود و مقدار خطا هنوز مخالف صفر باشد، مراحل بالا آن‌قدر تکرار می‌شود تا خطا به حداقل برسد.

نمودار بلوکی سیستم کنترل مدار بسته با فیدبک

به طور کلی، سیستم‌های کنترل از نظر ساختاری به دو دسته مدار باز و مدار بسته تقسیم می‌شوند که تفاوت اصلی آن‌ها در وجود یا عدم وجود «بازخورد» از خروجی فرآیند است.

در سیستم کنترل مدار باز، کنترل‌کننده هیچ اطلاعی از وضعیت واقعی خروجی ندارد و صرفاً بر اساس تنظیمات اولیه عمل می‌کند. به همین دلیل، دقت کنترل پایین‌تر بوده، اغتشاشات و عوامل ناخواسته تأثیر بیشتری بر عملکرد سیستم دارند و در بسیاری از موارد اتلاف انرژی و زمان رخ می‌دهد. این نوع سیستم‌ها معمولاً ساده‌تر و کم‌هزینه‌تر هستند، اما برای فرآیندهای حساس یا پیچیده چندان مناسب نیستند.

در مقابل، در سیستم کنترل مدار بسته، خروجی فرآیند به طور مداوم اندازه‌گیری و با مقدار مطلوب مقایسه می‌شود. وجود بازخورد باعث می‌شود خطا تشخیص داده شده و اقدامات اصلاحی تا رسیدن به شرایط مطلوب تکرار شوند. در نتیجه، دقت، پایداری و کیفیت کنترل به شکل قابل توجهی افزایش می‌یابد و تأثیر اغتشاشات کاهش پیدا می‌کند، هرچند این سیستم‌ها از نظر ساختار و هزینه پیچیده‌تر هستند.

بنابراین، انتخاب بین کنترل مدار باز و مدار بسته به نوع فرآیند، میزان دقت مورد نیاز، شرایط کاری و ملاحظات اقتصادی بستگی دارد.

نظر خود رابنویسید

مطالب مرتبط

هواکش صنعتی چیست؟ راهنمای کامل از تعریف تا انتخاب حرفه‌ای

هواکش صنعتی چیست؟ راهنمای کامل از تعریف تا انتخاب حرفه‌ای

هواکش صنعتی چیست و چرا در پروژه‌های عمرانی و صنعتی این‌قدر حیاتی است؟ اگر تا به‌حال وارد یک سوله داغ یا کارگاه پر از گردوغبار شده باشید، می‌دانید که بدون تهویه مناسب، کار عملاً متوقف می‌شود. هواکش صنعتی دستگاهی قدرتمند برای جابجایی حجم بالای هواست که با تخلیه دود، بخار، رطوبت و هوای آلوده، ایمنی و بهره‌وری را تضمین می‌کند.

بهترین برند پمپ آب خانگی در ایران

بهترین برند پمپ آب خانگی در ایران

اگر به‌دنبال بهترین برند پمپ آب خانگی در ایران هستید، اول از همه باید نیاز ساختمان‌تان را دقیق بشناسید؛ چند طبقه است؟ چند واحد همزمان آب مصرف می‌کنند؟ از نگاه فنیِ مهندسی عمران، انتخاب درست یعنی تطبیق هد و دبی با ارتفاع و تعداد مصرف‌کننده‌ها، نه صرفاً خرید یک برند معروف. برندهای معتبر خارجی معمولاً راندمان بالاتر و صدای کمتر دارند.

راهنمای جامع انواع هواکش صنعتی

راهنمای جامع انواع هواکش صنعتی

اگر در پروژه‌های عمرانی، کارگاه‌ها یا سوله‌های صنعتی با مشکل گرما، گردوغبار یا دود مواجه هستید، شناخت انواع هواکش صنعتی دقیقاً همان چیزی است که به آن نیاز دارید. هواکش‌های صنعتی مثل «ریه‌های یک ساختمان» عمل می‌کنند و هوای آلوده را بیرون می‌فرستند تا محیط سالم‌تر و ایمن‌تر شود.

بهترین برند هواکش سانتریفیوژ در ایران کدام است؟ (راهنمای کامل خرید)

بهترین برند هواکش سانتریفیوژ در ایران کدام است؟ (راهنمای کامل خرید)

اگر در پروژه‌های مهندسی ساختمان به دنبال بهترین برند هواکش سانتریفیوژ در ایران هستید، احتمالاً می‌دانید که انتخاب درست مثل انتخاب قلب برای سیستم تهویه است؛ کوچک‌ترین اشتباه می‌تواند کل جریان هوا را مختل کند.

بهترین هواکش برای گلخانه و مرغداری چیست؟ انتخاب درست در 5 دقیقه

بهترین هواکش برای گلخانه و مرغداری چیست؟ انتخاب درست در 5 دقیقه

اگر برای گلخانه یا مرغداری دنبال انتخاب هواکش مناسب هستید، اول باید مثل یک مهندس ساختمان به تهویه نگاه کنید؛ یعنی «جریان درست هوا» همان ستون فقرات سلامت محیط است. یک هواکش خوب فقط هوا را جابه‌جا نمی‌کند، بلکه دما، رطوبت و گازهای مضر مثل آمونیاک را کنترل می‌کند.

هواکش صنعتی چیست؟ راهنمای کامل از تعریف تا انتخاب حرفه‌ای

هواکش صنعتی چیست؟ راهنمای کامل از تعریف تا انتخاب حرفه‌ای

هواکش صنعتی چیست و چرا در پروژه‌های عمرانی و صنعتی این‌قدر حیاتی است؟ اگر تا به‌حال وارد یک سوله داغ یا کارگاه پر از گردوغبار شده باشید، می‌دانید که بدون تهویه مناسب، کار عملاً متوقف می‌شود. هواکش صنعتی دستگاهی قدرتمند برای جابجایی حجم بالای هواست که با تخلیه دود، بخار، رطوبت و هوای آلوده، ایمنی و بهره‌وری را تضمین می‌کند.

استفاده از VFD با ورودی تک‌فاز برای موتور سه‌فاز

استفاده از VFD با ورودی تک‌فاز برای موتور سه‌فاز

این مقاله به بررسی امکان استفاده از VFD با ورودی تک‌فاز برای راه‌اندازی موتور سه‌فاز می‌پردازد و نحوه محاسبه جریان ورودی با ضریب √3 (1.73) را توضیح می‌دهد. همچنین اصول انتخاب توان مناسب اینورتر، مفهوم نسبت V/F و نکات مهم حفاظتی و نصب تشریح شده است.

معرفی و بررسی انواع منابع نور الکتریکی و مقایسه عملکرد آن‌

معرفی و بررسی انواع منابع نور الکتریکی و مقایسه عملکرد آن‌

در این مقاله با انواع منابع نور الکتریکی شامل لامپ‌های رشته‌ای، هالوژن، فلورسنت، کم‌مصرف و LED آشنا می‌شویم. نحوه تولید نور، مزایا، معایب، راندمان نوری و طول عمر هرکدام به‌صورت کامل بررسی شده است. این راهنما به شما کمک می‌کند بهترین گزینه روشنایی را بر اساس مصرف انرژی و کاربرد انتخاب کنید.

شناخت نورو روشنایی

شناخت نورو روشنایی

این مقاله به بررسی ماهیت نور و نظریه‌های انتشار آن در سیستم‌های روشنایی می‌پردازد. همچنین طیف‌های UV، حساسیت چشم انسان، اصول رؤیت اشیا، دمای رنگ و شاخص نمود رنگ (CRI) به‌صورت کاربردی توضیح داده شده‌اند. آشنایی با این مفاهیم برای انتخاب صحیح لامپ و طراحی استاندارد روشنایی ضروری است.

تعادل نیروهای محوری و شعاعی در پمپ

تعادل نیروهای محوری و شعاعی در پمپ

در پمپ‌های سانتریفیوژ، نیروهای محوری و شعاعی به دلیل اختلاف فشار و توزیع نامتقارن سیال ایجاد می‌شوند. عدم تعادل این نیروها می‌تواند باعث خرابی بیرینگ، سیل مکانیکی و کاهش راندمان شود. با استفاده از یاتاقان محوری، بیرینگ تماس زاویه‌ای و سوراخ‌های تعادل در پروانه می‌توان این نیروها را کنترل کرد.

اطلاعات تماس