مزیت کنترل خودکار:
عملکرد بهینه سیستم های پویا و بهبود کیفیت و ارزانتر شدن فرآورده ها وگسترش میزان تولید
و نیزماشینی کردن بسیاری از عملیات.
کنترل علمی است که به تنظیم رفتار و یا مقدار کمیت های موجود در محیطهای مختلف عملیاتی
(همانند محیطهای صنعتی) می پردازد. به عنوان مثال کنترل یک کوره به معنی تنظیم رفتار
تغییرات دمایی یا مقدار دمای آن می باشد.
سیستم های کنترل را به دو دسته تقسیم می کنند :
nسیستم های کنترلی که مقدار متغیر تحت کنترل را روی عدد یا مقدار خاصی تنظیم می کنیم را سیستم های Regulation گوییم .(مثل تنظیم دمای کوره روی ۱۲۰۰ درجه )
nسیستم های کنترلی که رفتار متغیر تحت کنترل را رویمنحنی یا پروفیل خاصی تغییرمی دهند را سیستم Tracking می گویند. (مثل هدایت موشک)
ورودیها خود به دو دسته تقسیم می شوند :
nورودیهای قابل تنظیم : ورودیهایی که مقدار آن یا زمان وقوع آن کاملاً قابل تنظیم باشد مثلOpening valve.
nورودیهای نا خواسته : ورودیهایی که مقدار آن یا زمان وقوع آن در دست کاربر نباشد مثل فشار مخزن سوخت ودمای محیط و یا فشار تانک.
تعریف دقیق علم کنترل:
علم کنترل روشهایی را معرفی می کند که در این روشها به منظور تنظیم خروجی سیستمها می توان با استفاده از محاسبات ریاضی ورودی مناسب را برای اعمال به سیستم بدست آورد. محاسبات ریاضی انجام شده به منظور بدست آوردن ورودی مناسب را کنترل گویند. (البته در حالت Regulation یا Tracking کنترلر باید قادر باشد اثر ورودیهای ناخواسته را کاهش داده یا در حالت ایده آل حذف کند.)
دو نوع ورودی ناخواسته در سیستم وجود دارد :
nNoise ورودی ناخواسته ایست که همواره در سیستم تأثیر می گذارد.
nDisturbance یا اغتشاش ورودی ناخواسته ایست که در یک بازه زمانی روی سیستم تأثیر می گذارد.
معایب روش Open Loop:
nنیاز به شناسایی Process به طور دقیق.
nمحاسبه تابع f در بسیاری از موارد قابل محاسبه نیست.
nمعکوس تابع f در بسیاری از موارد قابل ایجاد نیست.
nتغییر در سایر پارامترها باعث ایجاد خطا در خروجی می شود.
به منظور حذف این معایب روشی پیشنهاد شد که مشابهت بسیار زیادی به عملکرد انسان دارد.در این روش که
روش کنترل حلقه بسته نامیده شده است مقدار خروجی سیستم همواره توسط یک دستگاه اندازه گیری اندازه
گیری می شود. مقدار خوانده شده با مقدار مطلوب مقا یسه می گردد و خطای سیستم بدست می آید. از روی
این خطا مقدار ورودی مناسب برای سیستم بدست می اید.
به خروجی مطلوب در حالت regulation مقدار set point (s. p) گویند.
Yd: command, desired output, set point.
به متغیری که توسط process تغییر داده میشود process variable (p. v) گویند.
به سیگنال اندازه گیری شده که توسط دستگاه اندازه گیری به محل کنترل انتقال داده میشود transmit) میشود ) feed back گفته میشود.
به خروجی کنترولر controller output (c. o) گویند.
شکل نمایش داده شده سیستم کنترل را لوپ کنترل صنعتی نیز می گویند که ساختار کامل انها به صورت زیر می باشد.
وظیفه تجهیزات لوپ کنترل:
n
n
nTransmitter: انتقال صحیح خطای اندازه گیری شده.
nMeasurement: اندازه گیری صحیح و دقیق کمیت تحت کنترل.
nControl module: محاسبه خطاو محاسبه co از روی مقدار خطا.
nActuator: اجرا کننده دستور co می باشد.
q
n
مزایای روش حلقه بسته :
.۲تبدیل لاپلاس : (Laplace Transform)
ابزاری است که معادلات دیفرانسیلی و انتگرالی را تبدیل به معادلات جبری ساده می کند.
معرفی : گوییم تبدیل لاپلاس تابع f(t) تابع f(s) است اگر
شرط وجود تبدیل لاپلاس برای تابع f(t) این است که بتوا نیم تابعی به فرم