Vad är ett slutet loopkontrollsystem och dess funktion

Antalet element som kombineras för att bilda ett system för att generera önskad effekt kallas styrsystemet. Utgången från vilket system som helst kan styras av styrsystemet eftersom varje element i detta system har en effekt på utgången. Ibland använder ett styrsystem en återkopplingsslinga för att få stabilitet och konsistens och stabilitet hos ett system för att generera den önskade utgången. Här är en återkopplingsslinga ett element i utsignalen. Begreppet feedback är mycket viktigt i alla styrsystem för att få utstabiliteten. Kontrollsystem klassificeras i två typer baserat på anslutningen av återkoppling, nämligen slutet styrsystem och öppet styrsystem

Vad är ett Closed-Loop Control System?

Definition: Ett system med sluten slinga kan definieras som ett system som har en återkopplingsslinga (eller) a kontrollsystem som använder en återkopplingssignal för att generera utgången. Systemets stabilitet kan styras av ett återkopplingssystem. Så genom att tillhandahålla ett återkopplingssystem kan valfritt styrsystem ändras till en sluten slinga.

Den önskade effekten kan uppnås och upprätthållas genom att utvärdera det faktiska tillståndet och den genererade produktionen. Om den genererade utsignalen flyttas bort från den faktiska utsignalen, producerar detta styrsystem en felaktig signal som matas till signalens i / p. När felsignalen har lagts till insignalen kan nästa utgång för slinga korrigeras, vilket kallas automatiska styrsystem.

Blockdiagram

De blockdiagram över systemet med sluten slinga visas nedan. Grundelementen i det slutna slingstyrningssystemet inkluderar feldetektor, styrenhet, återkopplingselement & kraftverk .

Closed-Loop Control System Block Diagram

När styrsystemet innehåller en återkopplingsslinga kallas systemen för återkopplingsstyrsystem. Så utgången kan kontrolleras exakt genom att ge feedback till ingången. Denna typ av styrsystem kan innehålla mer än en feedback.

I ovanstående diagram är felet detektor genererar en felsignal, så detta är variationen på både ingången och återkopplingssignalen. Denna återkopplingssignal kan erhållas från återkopplingselementen i styrsystemet genom att betrakta systemets utgång som en ingång. Som ett alternativ till ingången kan denna felsignal ges som en ingång från en styrenhet.

Följaktligen genererar styrenheten en manövreringssignal för att styra anläggningen. I detta arrangemang kan styrsystemets utgång korrigeras automatiskt för att få önskad utgång. Därför benämns dessa system också som automatiska styrsystem. Det bästa exemplet på ett styrsystem med sluten slinga är ett trafikljusstyrningssystem inklusive en sensor vid ingången.

Typer av kontrollsystem med sluten slinga

Styrsystem med sluten slinga klassificeras i två typer beroende på återkopplingssignalens natur, såsom positiv återkopplingssignal och den negativa återkopplingssignalen.

Positiv återkopplingssignal

Systemet med sluten slinga innefattande en positiv återkopplingssignal kan anslutas till systemets ingång är känd som ett positivt återkopplingssystem. Detta system benämns också som regenerativ återkoppling. Det bästa exemplet på denna positiva feedback i elektroniska kretsar är en operationsförstärkare. Eftersom denna slinga kan uppnås genom att ansluta en del av utspänningen till ingången till den icke-inverterande terminalen genom en återkopplingsslinga med hjälp av ett motstånd.

Negativ återkopplingssignal

Systemet med sluten slinga inklusive en negativ återkopplingssignal kan anslutas till systemets ingång benämns som ett negativt återkopplingssystem. Denna typ av system benämns också som degenerativ feedback. Dessa typer av system är mycket stabila och förbättrar också styrkan.

Dessa system används för att styra elektroniska maskiner som strömgeneratorer, spänningsgeneratorer och även kontrollera maskinens hastighet. Styrsystem med sluten slinga används för nedan angivna krav.

Överföringsfunktion

Systembeteendet kan indikeras genom dess överföringsfunktion. Det kan definieras som det matematiska förhållandet mellan styrsystemets in- och utgång. Styrsystemet kan beräknas genom förhållandet mellan o / p och i / p. Därför är styrsystemets utgång produkt av inmatnings- och överföringsfunktionen.

Kontrollsystem

Exempel på kontrollsystem med sluten slinga visas nedan.

För ovanstående system,

C (S) = E (S) * G (S)

E (S) = R (S) - H (S) * C (S)

Ersätt detta E (S) -värde i C (S), så kan vi få

C (S) = [R (S) - H (S) * C (S)] * G (S)

C (S) = R (S) G (S) - H (S) * C (S) * G (S)

Från ovanstående ekvation

R (S) G (S) = C (S) + H (S) * C (S) * G (S)

R (S) G (S) = C (S) [1 + H (S) * G (S)]

C (S) / R (S) = G (S) / [1 + H (S) * G (S)]

Detta är överföringsfunktionen för detta system med negativ feedback. På samma sätt kan överföringsfunktionsekvationen skrivas som för den positiva återkopplingen

C (S) / R (S) = G (S) / [1 - H (S) * G (S)]

Exempel på styrsystem med slutna slingor

Det finns olika typer av elektroniska enheter som använder ett styrsystem med sluten slinga. Så den tillämpningar av slutna styrsystem inkluderar följande.

• I servospänningsstabilisator kan spänningsstabiliseringen uppnås genom att ge utgångsspänningsåterkoppling till systemet
• I vattennivåregulator , kan vattennivån bestämmas av insugningsvattnet
• Temperaturen i växelströmmen kan justeras beroende på rumstemperaturen.
• Motorhastigheten kan styras med en varvräknare eller strömgivare, där sensorn känner av motorhastigheten och skickar feedback till styrsystemet för att ändra dess hastighet.
• Några fler exempel på dessa system inkluderar termostatvärmare, solsystem. missilskjutare, automatisk motor, automatisk brödrost, vattenkontrollsystem med en turbin.
• Automatisk elektrisk strykjärn kan styras automatiskt av värmeelementets temperatur i strykjärnet.

Fördelar

De fördelarna med styrsystemet med sluten slinga inkluderar följande.

• Dessa system är mycket exakta och mindre felbenägna.
• Fel kan korrigeras genom återkopplingssignalen
• Hög bandbredd
• Den stöder automatisering
• Hög ljudmarginal
• De kan inte påverka med buller.

Nackdelar

De nackdelarna med det slutna styrsystemet inkluderar följande.

• Utformningen av detta system är komplicerad
• De är väldigt komplexa
• Dyr
• Stort underhåll behövs
• Styrsystemet svänger ibland på grund av återkopplingssignaler.
• Fler ansträngningar, liksom tid, krävs vid utformningen av systemet.

Således handlar det här om en översikt över ett sluten styrsystem inklusive blockdiagram, typer, överföringsfunktion, fördelar, nackdelar och dess tillämpningar Den karakteristiska ekvationen för sluten slingstyrsystem är ingenting annat än inställningen av överföringsfunktionsnämnaren till noll. Här är en fråga till dig, vad är kontrollsystemet för öppen slinga?