开环系统

在本教程中,我们将了解称为开环系统的控制系统中的重要ob直播app概念。欧宝官网app苹果下载我们将探讨系统和控制系统的一些基础知识,是什么是开放环路系统,它有什么优缺点以及开放环路系统的示例。

什么是系统?

系统被定义为连接在一起以执行进程(或服务或执行目标)的块(或组件或对象)的集合。系统的另一个简单定义是它是一组以序列连接以执行指定函数(或任务)的组件(或元素)。

系统并不意味着物理实体。它也可以是一种抽象或现象或概念,我们经常在数学和经济域中使用。但物理系统由连接在一起以执行功能的物理对象组成。

考虑电动机。它是一种具有像转子,定子,笼,布线等的部件的物理系统。它接受电能输入并产生作为输出的机械能。

基于此示例,我们可以将系统的概念重新定义为边界内的组件的布置,通过接受输入(或多个输入)并提供输出。

系统块 -  DIA

什么是控制系统?

控制系统是通过改变/调整输入来控制输出的系统。控制系统的另一定义是它的子系统和过程的组合,以获得具有指定输入的所需输出和性能。

通过考虑一个例子,您可以轻松地了解控制系统的定义。我们将要谈论的控制系统是电梯。欧宝官网app苹果下载

想象一下,你进入了电梯,然后按下了钥匙'4'(如需前往4TH.地面)。电梯控制系统采用此输入并因此操作电机和门(输出)。电机运行的持续时间取决于按下的输入键,即,根据按下的键而变化。

有两种对控制系统的定义可能很有趣。控制系统是一组互连设备,其中每个设备具有自己的输入输出量,并通过连接其输出来控制下一个系统。

控制系统还可以定义为用于控制或调节其他系统功能的设备组。例如,为了控制生产机械,我们在重工业中使用生产控制系统。

有几种方法可以对控制系统进行分类。一些控制系统的流行分类是:

  • 开环系统和闭环系统 - 基于反馈信号
  • 线性和非线性系统 - 基于其微分方程
  • 连续和离散系统 - 基于系统中的信号类型
  • 时间变化和时间不变系统 - 基于他们的时间依赖性

在此,我们对基于反馈的控制系统感兴趣,即开环系统和闭环系统,特别是开环系统,这是本教程的主题。

有时,为了实现系统的一致性和稳定性并产生所需的输出,控制系统可以使用反馈。反馈只是输出信号的一部分被反馈到输入。反馈是控制系统中的重要且经常使用的概念之一。

连接到系统输入的反馈使系统能够调整其参数以获得所需的输出响应。

基于反馈连接,如果使用反馈,则控制系统被分为两种类型。他们是:

  • 开环控制系统
  • 闭环控制系统

开环系统

一个控制系统,没有连接到它的任何反馈称为开环系统。这些类型的系统不依赖于其输出即,在开环系统中,输出不用为系统的控制变量,并且对输入没有影响。

开环系统是一种方式信号流系统。由于这些系统不包含任何反馈,即,输出不会反馈到输入,这些输出也称为非反馈系统。

以下图像显示了一个简单的开环系统的框图。

开环反馈系统

在开环系统中,可以通过改变输入来调整/变化输出,但输出对输入没有影响。开环系统的输出只能通过其当前状态输入来确定。如果由于一些外部噪声/干扰导致输出受到影响,则开环系统无法纠正。

此外,没有机会在开环系统中纠正过渡错误,因此有可能发生错误。

开环系统应用

我们在日常生活的许多应用中使用开环控制系统。基于开环控制系统的概念设计的一些流行的系统如下所述:

  • 洗衣机
  • 电灯泡
  • 电动手干燥器
  • 基于时间的面包机
  • 自动水龙头
  • 电视遥控器
  • 电动晾衣干
  • 窗户上的阴影或百叶窗
  • 步进电机或伺服电机
  • 喷墨打印机
  • 门锁系统
  • 交通管制系统

开环系统的实时示例

下面解释开环系统的一些实时示例。

电气晾衣干燥器

我们根据衣服的数量来操作衣物干燥器。我们在系统中设置了一个计时器来执行此操作,让我们说20分钟。由于它是一个自动开环系统,机器在20分钟后自动停止工作,无论衣服的性质如何,它们是否干燥或潮湿。

晾衣干机是一个开放的环路系统,因为它不会在它停止工作之前考虑衣服的状况。用户可以通过根据他/她的要求设置定时器控制来调整系统的操作持续时间。遵守下面的开环控制系统,电动干燥器的框图。

电器干燥器

在这里,电气干燥系统有三个块,定时器,加热元件和衣服。主要是,用户在定时器中设置干燥衣服的时间。和定时器控制与加热元件相结合,产生热量并干燥衣服。

由于没有关于衣服,湿度的反馈,系统在预设时间后停欧宝官网app苹果下载止工作,并且它不会考虑衣服的状态。即使衣服干燥,系统也会在规定的时间后关闭。

由于系统没有反馈,这也称为“非反馈系统”,其中系统的输出仅取决于输入信号,并且提供了基于输出的输入信号的控制动作。

与系统的输入相比,不将开环控制系统的输出与用于检查输出中的错误的输入进行比较。非反馈信号“忠实地”的输出取决于其输入,不依赖于系统外部的任何其他情况或参数。

当系统的预设值漂移时,这些系统可能受到输出的大偏差的影响。由于开环系统没有任何输出的知识,它无法纠正错误本身。这是开环控制系统的主要缺点。

另一个缺点是这些系统无法处理外部干扰,并且能够对外部系统参数采用更改的能力非常差。

电碟干燥干扰

因此,我们遇到了一个讨论,即开环系统发生的错误将干扰干燥过程并保持稳定性这些系统需要定期(连续)用户的常规关注。

这意味着用户需要检查过程和衣服的温度,经常并在偏离所需条件情况时控制机器。

交通管制系统

大多数自动化流量控制系统是基于时间的开环控制系统,即,通过特定时隙分配每个信号,在该信号期间,它无论流量的数量如何运行。

洗衣机

我们在日常生活中使用的开环控制系统的另一个例子是洗衣机。浸泡,洗涤,漂洗和干燥的操作是基于时间的,不依赖于衣服的清洁度,或者衣服是否干燥。

电灯泡

我们都知道,当电流通过电灯泡时,它会产生光线。当电源供应可用时,通过在灯泡上切换,我们可以使其工作。此过程不依赖于灯泡的温度或任何其他参数。

电动手干燥器

手干燥机上的电力供应,当我们将双手放在前面时,它将通过吹热空气自动擦干双手,无论我们的手干多少。

面包烤面包机

由于机器基于预设的时间段,因此,面包烤面包是一个开放环控制系统的另一个简单示例,无论面包烘烤是否完整。

开环控制系统的优点

开环控制系统的主要优点如下:

  • 开环控制系统非常简单且易于设计。
  • 这些比其他类型的控制系统便宜得多。
  • 保持开环控制系统的维护非常简单。
  • 通常,开环系统在一定程度上稳定。
  • 这些类型的系统易于构造,并且使用方便。

开环控制系统的缺点

开环系统的缺点是:

  • 开环控制系统的带宽较小。
  • 非反馈系统无法促进自动化过程。
  • 开放循环系统的性质不准确,也是不可靠的。
  • 如果它们的输出受到一些外部干扰的影响,则无法自动校正它们,因为这些是非反馈系统。

结论

这是对控制系统概念的简要介绍,特别是开环系统变体。您倾向于哪个系统,什么是控制系统,开放环路系统的优点和缺点是我们使用/遇到每日使用/遇到的开环系统的一些常见示例。

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