一種新型的工程研究被稱為控制系統(tǒng)工程。這是一個非常有趣的主題,有很多計(jì)算部分??刂葡到y(tǒng)理論是作為一門工程學(xué)科發(fā)展起來的。由于所涉及原理的普遍性,它被擴(kuò)展到經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等各個領(lǐng)域。在這里,您將了解開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)及其區(qū)別。
控制系統(tǒng)理論在工程和科學(xué)的進(jìn)步中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。自動化控制已成為現(xiàn)代制造和工業(yè)過程中不可或缺的一部分。例如,用于制造機(jī)床的CNC,控制過程工業(yè)中的壓力、溫度、濕度、粘度和流動性。
當(dāng)許多元素或部分按順序連接起來以執(zhí)行特定的功能時,這樣形成的組稱為系統(tǒng)。在通過改變輸入來控制輸出的系統(tǒng)中,該系統(tǒng)稱為控制系統(tǒng)。輸出稱為受控變量或響應(yīng),輸入稱為命令信號或激勵。
控制系統(tǒng)類型:
1)開環(huán)控制系統(tǒng):
任何不能自動化校正其輸出變化的物理系統(tǒng)稱為開環(huán)系統(tǒng)或輸出對輸入沒有影響的控制系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。這意味著輸出不會反饋到輸入進(jìn)行校正。
在開環(huán)控制系統(tǒng)中,可以通過改變輸入來改變輸出。但系統(tǒng)輸出可能會因外部干擾而發(fā)生變化。當(dāng)輸出因擾動而發(fā)生變化時,它不會跟隨輸入變化來修正輸出。在開環(huán)系統(tǒng)中,通過手動更改輸入來糾正輸出的變化。
2)閉環(huán)控制系統(tǒng):
輸出影響輸入以保持所需輸出值的控制系統(tǒng)稱為閉環(huán)系統(tǒng)。通過提供反饋,可以將開環(huán)系統(tǒng)修改為閉環(huán)系統(tǒng)。反饋的提供會自動糾正由于干擾引起的輸出變化。因此,閉環(huán)系統(tǒng)也稱為自動化控制系統(tǒng)。自動化控制系統(tǒng)的總體框圖如下圖所示。它由錯誤檢測器、控制器、設(shè)備(開環(huán)系統(tǒng))和反饋路徑元件組成。
參考信號(或輸入信號)對應(yīng)于所需的輸出。反饋路徑元件對輸出進(jìn)行采樣并將其轉(zhuǎn)換為與參考信號相同的類型。反饋信號與輸出信號成比例并饋送到誤差檢測器。誤差檢測器產(chǎn)生的誤差信號是參考信號和反饋信號之間的差值??刂破餍薷暮头糯笳`差信號以產(chǎn)生更好的控制動作。修改后的誤差信號被饋送到工廠以糾正其輸出。