Trong lĩnh vực công nghệ có hệ thống điều khiển, phần lớn đề cập đến hoạt động của thiết bị và đồ dùng điện và điện tử, hãy tìm hiểu về đặc điểm của chúng và các khía cạnh quan trọng khác trong bài viết này.
Hệ thống điều khiển
Có nhiều hệ thống kiểm soát khác nhau, có thể được thiết lập ở các công ty khác nhau, chẳng hạn như hệ thống kiểm soát hành chính, hệ thống kiểm soát truy cập cho các tổ chức và hệ thống điều khiển tự động, Bất kỳ loại hệ thống kiểm soát nào cũng được xem như là kiểm soát và giám sát, có thể nói nó là một chuỗi các yếu tố tạo ra các hành động nhằm đạt được sự kiểm soát hiệu quả trong nhiều hoạt động.
Hệ thống điều khiển có khả năng quản lý và đưa ra các chỉ dẫn chính xác để các hệ thống khác hoạt động bình thường, nhằm mục đích giảm thiểu sai sót trong một quá trình và tạo ra kết quả tốt nhất.
Hệ thống điều khiển thường thực hiện các hoạt động được thay thế bởi bàn tay của con người, khi được sử dụng sẽ tạo ra kết quả tối ưu và giải phóng con người khỏi việc thực hiện một số nhiệm vụ nhất định.
Mời các bạn đón đọc một bài viết thú vị liên quan đến các vấn đề công nghệ như Chương trình kiểm soát logic.
Trong trường hợp cụ thể này, chúng ta sẽ nói về các hệ thống điều khiển trong lĩnh vực công nghệ, chúng được phân thành hai loại, một là hệ thống vòng kín và một là hệ thống vòng hở.
Mục tiêu của hệ thống điều khiển
Các mục tiêu chính trong hệ thống kiểm soát là thực hiện một hoạt động, đặc biệt là hoạt động đã được lập trình, tuy nhiên, các mục tiêu đạt được tùy thuộc vào trở ngại để thực hiện công việc, cũng như khả năng kiểm soát và lập trình.
Các mục tiêu chính của nó có thể được tìm thấy trong:
- Ổn định, liêm khiết và mạnh mẽ khi đối mặt với khó khăn và thất bại của mô hình.
- Hiệu quả theo các tiêu chí được thiết lập trước, ngăn chặn các hành động đột ngột và bất thường.
Ổn định và liêm khiết
Điều này có nghĩa là lập trình phải dựa trên sự ổn định, không cho phép nó bị hỏng hoặc bị cản trở bởi bất kỳ lỗi nào trong dữ liệu; hệ thống điều khiển được lập trình có thể dễ dàng từ bỏ bất cứ lúc nào xảy ra lỗi và chúng không tuân thủ hoạt động đã xác định.
Có hiệu quả
Khi chúng thay thế hoạt động của một con người, những cỗ máy này điều quan trọng nhất là hiệu quả mà chúng thực thi nó, nó phải có năng lực xử lý với những tiêu chí đã được lập trình sẵn, điều này khó thực hiện một cách đột xuất. điều đó làm hỏng kết quả của công việc.
Phân loại hệ thống điều khiển
Hệ thống điều khiển được phân thành hai lớp chính, hệ thống vòng hở và hệ thống vòng kín, được liên kết với hành động điều khiển đầu ra trong hệ thống cần điều khiển.
Việc phân loại hệ thống điều khiển được tìm thấy theo hai cách cơ bản: hệ thống vòng hở và hệ thống vòng kín, được liên kết với một hoạt động kiểm soát đầu ra cụ thể thông qua một hệ thống cần được kiểm soát.
Mặc dù cả hai có cùng chức năng nhưng hệ thống vòng hở hoàn toàn khác với việc sử dụng hệ thống vòng kín.
Hệ thống điều khiển vòng lặp mở
Đây là loại hệ thống điều khiển mà đầu ra không đại diện cho một khó khăn trong bản thân hệ thống, có nghĩa là nó không yêu cầu phản hồi từ đầu ra để điều khiển được quản lý hoạt động tốt.
Chúng tôi sẽ đề cập đến một số ví dụ về hệ thống điều khiển vòng hở này, trong trường hợp máy giặt tự động, chúng ta có thể quan sát thấy chúng có thể thực hiện các chu trình giặt trong một thời gian nhất định thông qua sự điều khiển của hệ thống.
Quá trình này đủ điều kiện trong một vòng lặp mở, có thể thấy rằng nó yêu cầu dữ liệu đầu ra, đó là: quá trình làm sạch quần áo vào cuối chu trình.
Tương tự, một ví dụ khác có thể được đề cập, chẳng hạn như lò nướng bánh mì, yêu cầu đo lượng bánh mì cần nướng để nó hoạt động, tuy nhiên, nó không cần cách nướng như mong muốn, nó chỉ có được bằng cách đo thời gian. .
tính năng
Hệ thống điều khiển vòng hở này có một số đặc điểm cụ thể như:
- Dễ sử dụng, các hệ thống này có đặc điểm là dễ thao tác hơn và một chút trực giác cũng được áp dụng.
- Không cần dữ liệu đầu ra, có nghĩa là để kết thúc các chức năng của họ, họ không xem xét kết quả của hoạt động, họ chỉ dành bản thân để thực hiện hành động một cách tốt đẹp, điều này có nghĩa là họ chỉ lấy dữ liệu đầu vào mà không lấy đếm kết quả đầu ra.
- Điểm yếu hơn đối với nhiễu, các hệ thống vòng lặp mở này thường dễ bị hỏng hóc hơn, bởi vì chúng không có khả năng phát hiện lỗi, vì chúng không đo lường dữ liệu đầu ra trong hoạt động, các nhiễu loạn có thể xảy ra về mặt vật lý hoặc trong quá trình lập trình của chúng.
- Xác suất thành công khác nhau, các hệ thống này có thể có xác suất thành công cao hoặc thấp bằng nhau, tất cả phụ thuộc vào việc lập trình tốt, trong trường hợp hệ thống có cấu trúc mạnh thì nó có thể có kết quả tốt, trong trường hợp ngược lại thì tất nhiên là có. sẽ có lỗi.
Hệ thống điều khiển vòng kín
Cái gọi là hệ thống điều khiển vòng kín, chức năng chính của chúng là so sánh giá trị mong muốn với giá trị thu được, giá trị này thu được bằng cách đo dữ liệu đầu ra, có nghĩa là một loại hệ thống có điều khiển phản hồi, vì vậy nó phản ứng theo những cách khác nhau, tùy thuộc vào kết quả.
Hệ thống điều khiển vòng kín có chức năng chính là so sánh một dữ liệu nhất định giữa dữ liệu đang được tìm kiếm và dữ liệu thu được, điều này có được bằng cách tính toán dữ liệu đầu ra, nghĩa là nó là một hệ thống có một hệ thống phản hồi với một ứng dụng , vì vậy kết quả sẽ ra theo những cách khác nhau.
Các hệ thống điều khiển vòng kín này được tạo ra với mục đích giảm thiểu sai sót, nhằm đạt được kết quả tốt nhất.
Trong những trường hợp này, một số ví dụ có thể được đề cập đến chẳng hạn như lò sưởi được sử dụng để kiểm soát nhiệt độ của nước, chúng có khả năng thực hiện các nhiệm vụ, tuy nhiên, chúng yêu cầu đầu ra cung cấp cho chúng một số thông tin trước khi hoạt động, trong để gần đúng nhất có thể. để có kết quả tốt.
Tuy nhiên, trong trường hợp này, người dùng là người đưa ra quyết định nếu nước lạnh hoặc nước nóng chảy ra, một khi đã quyết định hệ thống điều khiển sẽ tiếp tục hoạt động, xem xét điều gì được ưu tiên.
Một khi chuyển động của phao được tạo ra, nó có thể tạo ra ít hoặc nhiều cản trở luồng không khí hoặc khí; Các cảm biến cần phải tính đến các chuyển động do phao thực hiện, để kích hoạt ở mức độ lớn hay nhỏ hệ thống điều khiển trên van đóng mở, van này sẽ mở nhiều hơn một chút khi công suất tối đa tiếp cận để giải phóng áp suất.
tính năng
Trong phân đoạn này, cần đề cập đến các đặc điểm của hệ thống điều khiển vòng kín, đó là:
Sự phức tạp, thường thì việc thiết kế và lập trình rất phức tạp, tập trung vào phần cứng cũng như phần mềm, có nghĩa là chúng là những hệ thống có thẩm quyền cao, tuy nhiên, chúng vẫn bị coi là khó sử dụng bởi những người thiếu kinh nghiệm hoặc họ không biết cách chúng hoạt động.
Một số lượng lớn các thông số, trước khả năng hoạt động của chúng, điều quan trọng là chúng phải đáp ứng một số điều kiện cụ thể, vì chúng phụ thuộc vào thời điểm và các thông số được đáp ứng, để đạt được phản ứng đúng thời gian và có thể chấp nhận được.
Dữ liệu đầu ra là cần thiết, dữ liệu đầu ra thực sự cần thiết để có thể so sánh nó với thông tin mà bạn muốn lấy từ đầu vào, trong trường hợp dữ liệu đầu ra không đạt được, hệ thống vòng kín sẽ không hoạt động cho đến khi phản hồi mong đợi là thu được.
Tính ổn định, chúng là hệ thống mạnh và ổn định, đối tượng của việc so sánh dữ liệu trước khi hành động, cho phép chúng thích ứng tốt với các vật cản và phản ứng với các biến thể khác nhau trong quá trình thực hiện một hoạt động.
Các loại hệ thống điều khiển
Trong khía cạnh máy tính, có bất kỳ số lượng hệ thống điều khiển nào, những điều sau được đề cập dưới đây:
Người làm
Hầu hết có các hệ thống điện có chứa các thành phần điện tử, chúng thường được giữ ở trạng thái bắt liên tục, chúng chuyên dụng để tìm kiếm các tín hiệu từ hệ thống đang nằm trong một sơ đồ điều khiển..
Phần lớn, stema do con người tạo ra là những hệ thống điện mà chúng được tạo ra dựa trên các linh kiện điện tử, chúng hầu như luôn ở trạng thái bắt giữ, chức năng chính của chúng là tìm kiếm tín hiệu từ các hệ thống nằm trong một sơ đồ điều khiển..
Miễn là chúng quản lý để nhận được tín hiệu, hoạt động của chúng tiếp tục quy trình mà không gặp khó khăn, trong trường hợp phát hiện thấy một độ lệch nhất định so với hành động bình thường, các cảm biến sẽ được kích hoạt để cố gắng tiếp tục lại tuyến đường mà chúng đã có trước đó.
Có thể kể đến một ví dụ về loại hệ thống điều khiển này, đó là bộ điều nhiệt, có chức năng chính là thu tín hiệu nhiệt độ, một khi quản lý được nhiệt độ thì nhiệt độ sẽ tăng lên đáng kể hoặc có thể giảm xuống dưới phạm vi cho phép, sau đó là sưởi ấm hoặc làm mát. bắt đầu quá trình để lấy lại sự cân bằng thích hợp.
Có những hệ thống do con người tạo ra, chẳng hạn như:
- Do quan hệ nhân quả của chúng, chúng có thể được định nghĩa là: ngẫu nhiên và không ngẫu nhiên; trong một hệ thống thông thường có mối liên hệ nhân quả giữa các đầu vào và đầu ra của một hệ thống, đặc biệt là giữa đầu ra và các giá trị gần với đầu vào.
- Theo số lượng đầu vào và đầu ra của hệ thống, chúng được xác định bởi hành vi của chúng.
- Của một đầu vào và một đầu ra hoặc SISO, có nghĩa là: đầu vào duy nhất, đầu ra duy nhất.
- Cũng với một đầu vào và nhiều đầu ra hoặc SIMO, có nghĩa là: nhiều đầu vào, một đầu ra.
- Nhiều đầu vào và nhiều đầu ra hoặc MIMO: nhiều đầu vào, nhiều đầu ra.
Theo phương trình xác định hệ thống, chúng được khái niệm là:
- Tuyến tính: Nếu phương trình vi phân mô tả nó là tuyến tính; và phi tuyến tính nếu phương trình vi phân mô tả nó là phi tuyến tính.
Các tín hiệu hoặc các biến của hệ thống động lực, chức năng cơ bản của chúng là theo thời gian, và theo các hệ thống này:
- Thời gian liên tục, trong trường hợp mô hình là một phương trình vi phân, vì vậy nó được coi là có thể chia hết, các biến thời gian liên tục được định nghĩa là tương tự.
- Cũng của thời gian rời rạc, trong trường hợp hệ thống được tham số hóa bằng một phương trình sai phân, thời gian được chia thành các khoảng thời gian có giá trị không đổi; giá trị của các biến là kỹ thuật số: hệ nhị phân, hệ thập lục phân và các biến khác, giá trị của chúng chỉ được biết trong mỗi khoảng thời gian.
- Đối với các sự kiện rời rạc, đó là khi hệ thống phát triển theo các biến và giá trị được biết khi một sự kiện cụ thể được tạo ra.
Theo mối liên hệ giữa các biến của các hệ thống, có thể nói:
- Hai hệ thống được kết nối tốt, một khi các biến của một trong số chúng được liên kết với hệ thống kia.
- Tương tự, hai hệ thống không được kết nối hoặc tách rời, khi các biến của hai hệ thống không có bất kỳ liên kết nào với nhau.
Về chức năng đánh giá các biến của hệ thống theo thời gian và không gian, có thể nói chúng là:
- Văn phòng phẩm, khi các biến số vẫn tồn tại vĩnh viễn theo thời gian và không gian.
- Không cố định, khi các biến không tồn tại vĩnh viễn trong thời gian hoặc không gian.
Theo phản ứng thu được từ hệ thống về giá trị của đầu ra, liên quan đến sự thay đổi của đầu vào của hệ thống, có thể nói rằng:
- Hệ thống ổn định khi, trong trường hợp có bất kỳ sự hiện diện nào của tín hiệu đầu vào có giới hạn, phản hồi có giới hạn được tạo ra từ đầu ra.
- Ngoài ra, hệ thống có thể không ổn định khi có ít nhất một đầu vào bị giới hạn tạo ra phản hồi có giới hạn từ đầu ra.
Trong trường hợp đầu vào và đầu ra của một hệ thống được so sánh hay không, điều này cho phép kiểm soát hệ thống sau, hệ thống được gọi là:
- Hệ thống vòng hở, một khi đầu ra được điều khiển, nó không thể so sánh với giá trị của tín hiệu được tạo ra bởi tín hiệu đầu vào hoặc tín hiệu tham chiếu.
- Tương tự, một hệ thống vòng kín là khi đầu ra được điều khiển có thể được so sánh với tín hiệu tham chiếu; Tín hiệu đầu ra được thực hiện cùng với tín hiệu đầu vào, nó được định nghĩa là tín hiệu phản hồi.
- Hệ thống vòng hở, khi đầu ra được điều khiển, không thể so sánh với dữ liệu của tín hiệu mà đầu vào tạo ra.
- Điều tương tự cũng xảy ra với hệ thống vòng kín, một khi đầu ra được kiểm soát, bạn có tùy chọn so sánh tín hiệu dữ liệu; sau đó tín hiệu đầu ra đi cùng với tín hiệu đầu vào, có nghĩa là nó tạo ra một phản hồi.
Theo khả năng dự đoán hành vi của một hệ thống, có nghĩa là phản ứng của nó, chúng được phân loại thành:
- Hệ thống xác định, khi hiệu suất tương lai của nó có thể dự đoán được trong giới hạn dung sai.
- Cũng là hệ thống ngẫu nhiên, trong trường hợp không thể dự báo hiệu suất trong tương lai, các biến hệ thống được gọi là ngẫu nhiên.
Tự nhiên
Các hệ thống tự nhiên, bao gồm các hệ thống sinh học, có thể được đặt tên như một ví dụ về các chuyển động cơ thể của con người, bao gồm các thành phần của hệ thống kiểm soát sinh học như mắt, bàn tay, ngón tay, cánh tay và não của con người, có thể quan sát thấy rằng các chuyển động vào và ra được xử lý.