Wat is een besturingssysteem met gesloten lus en zijn werking

Het aantal elementen dat wordt gecombineerd om een ​​systeem te vormen om de gewenste output te genereren, staat bekend als het controlesysteem. De output van elk systeem kan worden aangestuurd door het besturingssysteem, omdat elk element binnen dit systeem een ​​effect heeft op de output. Soms gebruikt een controlesysteem een ​​feedbacklus om de stabiliteit & consistentie en stabiliteit van een systeem te krijgen voor het genereren van de gewenste output. Hier is een terugkoppellus een onderdeel van het uitgangssignaal. Het concept van feedback is zeer essentieel in elk besturingssysteem om de outputstabiliteit te krijgen. Controlesystemen worden ingedeeld in twee typen op basis van de verbinding van feedback, namelijk een gesloten regelsysteem en een regelsysteem met open lus

Wat is een besturingssysteem met gesloten lus?

Definitie: Een gesloten regelsysteem kan worden gedefinieerd als een systeem met een feedbacklus (of) een controle systeem die een feedbacksignaal gebruikt om de output te genereren. De stabiliteit van dit systeem kan worden gecontroleerd door een feedbacksysteem. Dus door een feedbacksysteem te bieden, kan elk regelsysteem met open lus in een gesloten lus worden veranderd.

De gewenste output kan worden bereikt en behouden door de werkelijke toestand en gegenereerde output te evalueren. Als de gegenereerde output van de feitelijke output wordt weggeschoven, dan produceert dit besturingssysteem een ​​foutief signaal dat wordt toegevoerd aan de i / p van het signaal. Zodra het foutsignaal aan het ingangssignaal is toegevoegd, kan de volgende lusuitgang worden gecorrigeerd, wat bekend staat als automatische controlesystemen.

Blokdiagram

De blokschema van het gesloten-lussysteem wordt hieronder weergegeven. De basiselementen van het gesloten regelsysteem zijn onder meer foutdetector, controller, feedbackelementen en energiecentrale ​

Blokschema besturingssysteem met gesloten lus

Als het regelsysteem een ​​feedbacklus bevat, staan ​​de systemen bekend als feedbackregelsystemen. De output kan dus nauwkeurig worden aangestuurd door feedback te geven aan de input. Dit type controlesysteem kan meer dan één feedback bevatten.

In het bovenstaande diagram is de fout detector genereert een foutsignaal, dus dit is zowel de variatie van de input als het feedbacksignaal. Dit terugkoppelingssignaal kan worden verkregen uit de terugkoppelingselementen in het besturingssysteem door de systeemoutput als een invoer te beschouwen. Als alternatief voor de ingang kan dit foutsignaal worden gegeven als een ingang van een controller.

Bijgevolg genereert de controller een bedieningssignaal om de installatie te besturen. In deze opstelling kan de output van het regelsysteem automatisch worden gecorrigeerd om de gewenste output te krijgen. Daarom worden deze systemen ook wel automatische controlesystemen genoemd. Het beste voorbeeld van een gesloten regelsysteem is een verkeerslichtregelsysteem met een sensor aan de ingang.

Typen regelsysteem met gesloten lus

Regelsystemen met terugkoppeling worden in twee typen ingedeeld, afhankelijk van de aard van het terugkoppelingssignaal, zoals een positief terugkoppelingssignaal en het negatieve terugkoppelingssignaal.

Positief feedbacksignaal

Het gesloten-lussysteem inclusief een positief terugkoppelingssignaal kan worden aangesloten op de ingang van het systeem staat bekend als een positief terugkoppelingssysteem. Dit systeem wordt ook wel regeneratieve feedback genoemd. Het beste voorbeeld van deze positieve feedback in elektronische schakelingen is een operationele versterker. Omdat deze lus kan worden bereikt door een deel van de uitgangsspanning aan te sluiten op de ingang van de niet-inverterende aansluiting via een terugkoppellus met behulp van een weerstand.

Negatief feedbacksignaal

Het gesloten-lussysteem inclusief tegenkoppelingssignaal kan worden aangesloten op de ingang van het systeem en wordt een tegenkoppelingssysteem genoemd. Dit soort systeem wordt ook wel degeneratieve feedback genoemd. Dit soort systemen zijn zeer stabiel en versterken ook de sterkte.

Deze systemen worden gebruikt om de elektronische machines zoals stroomgeneratoren, spanningsgeneratoren te besturen en ook om de machinesnelheid te regelen. De closed-loop regelsystemen worden gebruikt voor de onderstaande eisen.

Overdrachtsfunctie

Het systeemgedrag kan worden aangegeven via de overdrachtsfunctie. Het kan worden gedefinieerd als de wiskundige relatie tussen de invoer en uitvoer van het besturingssysteem. Het controlesysteem kan worden berekend door de verhouding o / p tot i / p. Daarom is de uitvoer van het besturingssysteem het product van de invoer- en overdrachtsfunctie.

Controle systeem

Het voorbeeld van een gesloten regelsysteem wordt hieronder weergegeven.

Voor het bovenstaande systeem,

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

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

Vervang deze E (S) -waarde in C (S), dan kunnen we krijgen

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

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

Uit de bovenstaande vergelijking

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)]

Dit is de overdrachtsfunctie van dit systeem met negatieve feedback. Evenzo kan voor de positieve feedback de overdrachtsfunctievergelijking worden geschreven als

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

Voorbeelden van regelsysteem met gesloten lus

Er zijn verschillende soorten elektronische apparaten die gebruikmaken van een gesloten regelsysteem. Dus de toepassingen van gesloten regelsystemen omvatten de volgende.

• In servospanningsstabilisator kan de spanningsstabilisatie worden bereikt door uitgangsspanning feedback te geven aan het systeem
• In de water niveau controller kan het waterpeil worden bepaald door het ingevoerde water
• De temperatuur in de airco kan worden aangepast afhankelijk van de temperatuur van de kamer.
• Het motortoerental kan worden geregeld met behulp van een toerenteller of stroomsensor, waarbij de sensor het motortoerental detecteert en feedback naar het besturingssysteem stuurt om het toerental te wijzigen.
• Enkele meer voorbeelden van deze systemen zijn onder meer thermostaatverwarming, zonnestelsel. raketwerper, automotor, automatische broodrooster, waterregelsysteem met behulp van een turbine.
• Automatisch elektrisch strijkijzer kan automatisch worden geregeld door de temperatuur van het verwarmingselement in het strijkijzer.

Voordelen

De voordelen van het gesloten regelsysteem omvatten de volgende.

• Deze systemen zijn zeer nauwkeurig en minder foutgevoelig.
• Fouten kunnen worden gecorrigeerd door middel van het feedbacksignaal
• Hoge bandbreedte
• Het ondersteunt automatisering
• Hoge geluidsmarge
• Ze kunnen niet worden beïnvloed door middel van geluid.

Nadelen

De nadelen van het gesloten regelsysteem omvatten de volgende.

• Het ontwerp van dit systeem is ingewikkeld
• Ze zijn erg complex
• Duur
• Er is enorm veel onderhoud nodig
• Het besturingssysteem oscilleert soms als gevolg van terugkoppelingssignalen.
• Bij het ontwerpen van het systeem zijn meer inspanningen en tijd nodig.

Dit gaat dus allemaal over een overzicht van een gesloten regelsysteem inclusief blokschema, typen, overdrachtsfunctie, voordelen, nadelen en zijn toepassingen. De karakteristieke vergelijking van een gesloten regelsysteem is niets anders dan het instellen van de noemer van de overdrachtsfunctie op nul. Hier is een vraag voor u, wat is het open-loop regelsysteem?