Hvad er et lukket sløjfekontrolsystem og dets arbejde

Hvad er et lukket sløjfekontrolsystem og dets arbejde

Antallet af elementer, der kombineres for at danne et system for at generere det ønskede output kaldes kontrolsystemet. Outputtet fra ethvert system kan styres af kontrolsystemet, fordi hvert element i dette system har en effekt på output. Nogle gange bruger et kontrolsystem en feedback-loop til at få stabilitet og konsistens og stabilitet i et system til generering af det foretrukne output. Her er en tilbagekoblingssløjfe et element i udgangssignalet. Begrebet feedback er meget vigtigt i ethvert kontrolsystem for at få outputstabiliteten. Kontrolsystemer klassificeres i to typer baseret på forbindelsen af ​​feedback, nemlig lukket kredsløbskontrolsystem og åbent kredsløbskontrolsystem



Hvad er et lukket kredsløbskontrolsystem?

Definition: Et lukket kredsløbskontrolsystem kan defineres som et system, der har en tilbagekoblingssløjfe (eller) a kontrolsystem der bruger et feedback signal til at generere output. Stabiliteten af ​​dette system kan styres af et feedback-system. Så ved at give et feedback-system kan ethvert open-loop kontrolsystem ændres til en lukket loop.


Det ønskede output kan opnås og vedligeholdes ved at evaluere den aktuelle tilstand og genereret output. Hvis den genererede udgang flyttes væk fra den faktiske udgang, frembringer dette styresystem et defekt signal, der tilføres til i / p af signalet. Når først fejlsignalet er føjet til indgangssignalet, kan den næste sløjfeudgang korrigeres, hvilket er kendt som automatiske styresystemer.





Blokdiagram

Det blokdiagram over lukket kredsløb er vist nedenfor. De grundlæggende elementer i lukket kredsløbskontrolsystem inkluderer fejldetektor, controller, feedbackelementer & kraftværk .

Blokdiagram over lukket sløjfekontrolsystem

Blokdiagram over lukket kredsløbskontrolsystem



Når kontrolsystemet inkluderer en tilbagekoblingssløjfe, er systemerne kendt som feedbackkontrolsystemer. Så output kan styres nøjagtigt ved at give feedback til input. Denne type kontrolsystem kan omfatte mere end en feedback.

I ovenstående diagram er fejlen detektor genererer et fejlsignal, så dette er variationen af ​​input såvel som feedback-signalet. Dette feedback-signal kan opnås fra elementerne i feedback i styresystemet ved at betragte systemudgangen som en input. Som et alternativ til indgangen kan dette fejlsignal gives som indgang fra en controller.


Derfor genererer controlleren et aktiveringssignal til at styre anlægget. I dette arrangement kan kontrolsystemets output korrigeres automatisk for at få det foretrukne output. Derfor kaldes disse systemer også som automatiske styresystemer. Det bedste eksempel på et lukket kredsløbskontrolsystem er et trafiklysstyringssystem inklusive en sensor ved indgangen.

Typer af lukket sløjfekontrolsystem

Styringssystemer med lukket sløjfe er klassificeret i to typer afhængigt af feedback-signalets natur, såsom positivt feedback-signal og det negative feedback-signal.

Positivt feedback signal

Det lukkede kredsløbssystem, der inkluderer et positivt feedback-signal, kan forbindes til systemets indgang, er kendt som et positivt feedback-system. Dette system er også navngivet som regenerativ feedback. Det bedste eksempel på denne positive feedback i elektroniske kredsløb er en operationsforstærker. Fordi denne sløjfe kan opnås ved at forbinde en del af udgangsspændingen til indgangen på den ikke-inverterende terminal via en tilbagekoblingssløjfe ved hjælp af en modstand.

Negativt feedback signal

Systemet med lukket sløjfe inklusive et negativt feedback-signal kan tilsluttes til systemets indgang er navngivet som et negativt feedback-system. Denne type system er også navngivet som degenerativ feedback. Disse typer systemer er meget stabile og forbedrer også styrken.

Disse systemer bruges til at kontrollere de elektroniske maskiner som strømgeneratorer, spændingsgeneratorer og også kontrollere maskinens hastighed. Styringssystemerne med lukket sløjfe anvendes til nedenstående krav.

Overførselsfunktion

Systemadfærden kan angives ved hjælp af dens overføringsfunktion. Det kan defineres som det matematiske forhold mellem input og output fra kontrolsystemet. Kontrolsystemet kan beregnes gennem forholdet mellem o / p og i / p. Derfor er kontrolsystemets output et produkt af input & transfer funktion.

Kontrolsystem

Kontrolsystem

Eksemplet på styresystemet med lukket sløjfe er vist nedenfor.

For ovenstående system,

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

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

Erstat denne E (S) -værdi 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)

Fra ovenstående ligning

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)]

Dette er overførselsfunktionen for dette system med negativ feedback. Tilsvarende for den positive feedback kan overføringsfunktionsligningen skrives som

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

Eksempler på lukket sløjfekontrolsystem

Der er forskellige slags elektroniske enheder, der bruger et lukket kredsløbskontrolsystem. Så anvendelser af lukkede styresystemer inkluderer følgende.

  • I servospændingsstabilisator kan spændingsstabiliseringen opnås ved at give udgangsspændingsfeedback til systemet
  • I vandstandsregulator , kan vandniveauet bestemmes af indgangsvandet
  • Temperaturen i AC kan justeres afhængigt af rumtemperaturen.
  • Motorhastigheden kan styres ved hjælp af et omdrejningstæller eller en nuværende sensor, hvor sensoren registrerer motorhastigheden og sender feedback til kontrolsystemet for at ændre dens hastighed.
  • Nogle flere eksempler på disse systemer inkluderer termostatvarmer, solsystem. missilkaster, automatisk motor, automatisk brødrister, vandkontrolsystem ved hjælp af en turbine.
  • Automatisk elektrisk strygejern kan styres automatisk af varmeelementets temperatur i strygejernet.

Fordele

Det fordelene ved lukket kredsløbskontrolsystem inkluderer følgende.

  • Disse systemer er meget præcise og mindre udsatte for fejl.
  • Fejl kan rettes gennem feedback-signalet
  • Høj båndbredde
  • Det understøtter automatisering
  • Høj støjmargen
  • De kan ikke påvirke ved hjælp af støj.

Ulemper

Det ulemper ved lukket kredsløbskontrolsystem inkluderer følgende.

  • Designet af dette system er kompliceret
  • De er meget komplekse
  • Dyrt
  • Enorm vedligeholdelse er nødvendig
  • Kontrolsystemet svinger undertiden på grund af feedback-signaler.
  • Flere kræfter såvel som tid kræves, når systemet designes.

Således handler det hele om en oversigt over et lukket kredsløbskontrolsystem inklusive blokdiagram, typer, overføringsfunktion, fordele, ulemper og dens anvendelser Den karakteristiske ligning af lukket kredsløbskontrolsystem er intet andet end indstillingen af ​​overførselsfunktionsnævneren til nul. Her er et spørgsmål til dig, hvad er open-loop kontrolsystemet?