技術の分野では 制御システム、主に電気および電子機器および電気器具の操作をカバーし、この記事でそれらの特性およびその他の重要な側面について学びます。
制御システム
さまざまな制御システムがあり、次のようなさまざまな会社で確立できます。 管理制御システム、 アクセス制御システム 組織と 自動制御システム、 これらのタイプの制御システムはいずれも制御および監視と見なされ、多くのアクティビティで効果的な制御を実現するためのアクションを生成する一連の要素であると言えます。
制御システムには、他のシステムが適切に機能するための正確な指示を管理および提供する機能があります。これは、プロセスのエラーを最小限に抑え、最良の結果を生み出すことを目的としています。
制御システムは一般に、人間の手に取って代わられる活動を実行します。これを使用すると、最適な結果が得られ、人間は特定のタスクを実行できなくなります。
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この特定のケースでは、技術分野の制御システムについて説明します。これらは、閉ループシステムと開ループシステムのXNUMXつのタイプに分類されます。
制御システムの目的
制御システムの主な目的は、特にプログラムされたアクティビティを実行することですが、目的は、作業を実行する障害、および制御とプログラミングの能力に応じて達成されます。
その主な目的は次の場所にあります。
- 困難やモデルの失敗に直面しても、安定し、腐敗せず、堅牢です。
- 事前に設定された基準に従って効率的で、突然の異常なアクションを防ぎます。
安定していて腐敗しない
これは、プログラミングが安定性に基づいている必要があることを意味します。これにより、データの障害によってプログラミングが破損したり妨げられたりすることはありません。 プログラムされた制御システムは、エラーが発生したときにいつでも簡単に諦める可能性があり、決定されたアクティビティに準拠していません。
効率的
人の活動を置き換える場合、これらのマシンで最も重要なことは、実行の効率です。事前にプログラムされた基準で処理する能力が必要であるため、突然の管理を実行することは困難です。それは仕事の結果を損なう。
制御システムの分類
制御システムは、開ループシステムと閉ループシステムのXNUMXつの主要なクラスに分類され、制御対象のシステムの出力を制御するアクションにリンクされています。
制御システムの分類は、XNUMXつの重要な方法で見られます。開ループシステムと閉ループシステムは、制御が必要なシステムを介して特定の出力制御アクティビティにリンクされています。
このXNUMXつは同じ機能を持っていますが、開ループシステムは閉ループシステムを使用する場合とはまったく異なります。
開ループ制御システム
これは、出力がシステム自体の問題を表さないタイプの制御システムです。つまり、制御が正しく機能するように管理するために、出力からのフィードバックを必要としません。
この開ループ制御システムの例をいくつか挙げますが、自動洗濯機の場合、システムの制御を通じて一定の時間を考慮して洗浄サイクルを実行できることが観察されています。
プロセスは開ループ内で修飾され、出力データが必要であることがわかります。出力データは次のとおりです。サイクル終了時の衣服のクリーニング。
同様に、トースターのように、パンが機能するためにトーストするパンの量を測定する必要がある別の例を挙げられますが、トーストがどのように望まれるかは必要なく、時間を測定することによってのみ得られます。。
特長
この開ループ制御システムには、次のような特定の特性があります。
- 使いやすさ、これらのシステムは操作が簡単であるという特徴があり、少しの直感も適用されます。
- 出力データは必要ありません。つまり、機能を終了するために、アクティビティの結果を考慮せず、アクションを適切に実行することに専念します。つまり、入力データのみを取得します。アカウントに出力結果をカウントします。
- 外乱に対する脆弱性が大きいこれらの開ループシステムは、エラーを検出する機能がなく、アクティビティの出力データを測定しないため、物理的またはプログラミングで外乱が発生する可能性があるため、一般に障害に対して脆弱です。
- 成功の確率はさまざまですが、これらのシステムは成功の確率が高いか等しい可能性があります。それはすべて、優れたプログラミングに依存します。システムが強力な構造を持っている場合は、良い結果が得られる可能性があります。エラーになります。
閉ループ制御システム
いわゆる閉ループ制御システムは、その主な機能は、必要な値を、出力データを測定することによって得られる値と比較することです。つまり、フィードバック制御を備えた一種のシステムです。そのため、結果に応じてさまざまな方法で反応します。
閉ループ制御システムは、特定のデータを検索対象のデータと取得したデータの間で比較するという主要な機能を備えています。これは、出力データを計算することによって実現されます。つまり、要求に応答するシステムを備えたシステムであるということです。結果はさまざまな方法で判明します。
これらの閉ループ制御システムは、最良の結果を達成するために、エラーを最小限に抑えることを目的として作成されました。
これらの場合、水の温度を制御するために使用されるヒーターがタスクを実行する能力を持っているなど、いくつかの例が挙げられますが、それらは、出力が動作する前にいくつかの情報を提供する必要があります可能な限り近似します。可能な限り良好な結果が得られます。
ただし、この場合、冷水または温水のどちらが出るかを決めるのはユーザーであり、決定後は、制御システムが何を優先するかを考慮して活動を継続します。
ブイの動きが生成されると、空気またはガスの流れに多少の障害が発生する可能性があります。 センサーは、最大容量が圧力を解放するために近づくともう少し開くシャットオフバルブの制御システムを大小さまざまにアクティブにするために、ブイによって行われた動きを考慮する必要があります。
特長
このセグメントでは、閉ループ制御システムの特性、つまり次の点について言及する価値があります。
複雑さ、通常は設計とプログラミングが複雑で、ハードウェアとソフトウェアに重点が置かれているため、非常に有能なシステムですが、それでも経験の浅い人が使用するのは難しいと考えられています。それらがどのように機能するか。
多数のパラメーターは、機能する前に、特定の条件を満たすことが重要です。これらのパラメーターは、満たされる瞬間とパラメーターに依存するため、適切なタイミングで許容可能な応答が得られます。
出力データが必要です。出力データは、入力から取得したい情報と比較できるようにするために本当に必要です。出力データが得られない場合、閉ループシステムは期待される応答が得られるまでアイドル状態のままです。得られた。
安定性、それらは強力で安定したシステムであり、行動する前にデータを比較する主題であり、障害物にうまく適応し、活動を実行するプロセスのさまざまな変化に対応することができます。
制御システムの種類
コンピューティングの側面では、制御システムはいくつもありますが、以下に説明します。
人工人
それらのほとんどは、電子部品を含む電気システムのように見えます。それらは通常、継続的なキャプチャ状態に保たれ、制御スキームの下にあるシステムからの信号を探すことに専念しています。.
人工ステマは、大部分が電子部品に基づいて作成された電気システムであり、ほとんどの場合、捕捉状態にあり、その主な機能は、制御方式の下にあるシステムからの信号を検索することです。.
信号を受信している限り、通常の動作からの逸脱が検出された場合、センサーがアクティブになり、以前のルートを再開しようとします。
このタイプの制御システムの例としては、サーモスタットが挙げられます。サーモスタットの主な機能は温度信号をキャプチャすることです。温度を取得すると、温度が大幅に上昇するか、許容範囲を下回り、加熱または冷却されます。プロセスは適切なバランスを取り戻し始めます。
次のような人によって作られたシステムがあります：
- それらの因果関係のために、それらは次のように定義することができます。 カジュアルシステムでは、システムの入力と出力の間、特に出力と入力に近い値の間に因果関係があります。
- システムの入力と出力の数に応じて、それらはそれらの動作によって定義されます。
- 入力と出力またはSISOの場合、つまり、単一の入力、単一の出力。
- また、XNUMXつの入力と多くの出力またはSIMOを使用します。これは、複数の入力、単一の出力を意味します。
- 複数の入力と複数の出力またはMIMO：複数の入力、複数の出力。
システムを定義する方程式によれば、それらは次のように概念化されます。
- 線形：それを記述する微分方程式が線形である場合。 それを説明する微分方程式が非線形の場合は非線形です。
動的システムの信号または変数の本質的な機能は時間であり、これらのシステムによると：
- 連続時間。モデルが微分方程式であるため、分割可能と見なされる場合、連続時間変数はアナログとして定義されます。
- また、離散時間の場合、システムが差分方程式によってパラメーター化されている場合、時間は一定値の期間に分割されます。 変数の値はデジタルです：バイナリシステム、XNUMX進数など、それらの値は各期間でのみ知られています。
- 離散イベントのうち、システムが変数に従って進化するときであり、特定のイベントが生成されるときに値がわかります。
システムの変数間のリンクによると、それは言うことができます：
- 一方の変数がもう一方のシステムにリンクされると、XNUMXつのシステムは適切に接続されます。
- 同様に、XNUMXつのシステムの変数が相互にリンクしていない場合、XNUMXつのシステムは接続または分離されません。
システムの変数を時間と空間で評価する機能については、次のように言えます。
- 変数が時間と空間で永続的なままである場合の定常。
- 変数が時間または空間で永続的でない場合、非定常。
システムの入力の変化に関連して、出力の値でシステムから得られた応答によれば、次のように言うことができます。
- 制限された入力信号が存在する場合、制限された応答が出力から生成されるとき、システムは安定しています。
- また、出力から制限付き応答を生成する制限付き入力が少なくともXNUMXつある場合、システムが不安定になる可能性があります。
システムの入力と出力が比較されるかどうかにかかわらず、後者を制御できる場合、システムは次のように呼ばれます。
- 開ループシステムでは、出力が制御されると、入力信号または基準信号によって生成された信号の値と比較できなくなります。
- 同様に、閉ループシステムでは、出力を制御するときに、基準信号と比較することができます。 出力信号には入力信号が付随し、フィードバック信号として定義されます。
- 開ループシステムは、出力が制御されている場合、入力が生成する信号のデータと比較することはできません。
- 閉ループシステムでも同じことが起こります。出力が制御されると、データ信号を比較するオプションがあります。 次に、出力信号は入力信号と一緒に進みます。これは、応答を出力することを意味します。
システムの動作、つまりその応答を予測する可能性に応じて、それらは次のように分類されます。
- 決定論的システム。将来のパフォーマンスが許容範囲内で予測可能である場合。
- また、確率的システムでは、将来のパフォーマンスを予測できない場合、システム変数はランダムと呼ばれます。
ナチュラル
生物学的システムを含む自然のものは、人間の目、手、指、腕、脳などの生物学的制御システムのコンポーネントを含む人間の体の動きの例として挙げることができます。入口と出口の動きが処理されます。