A rendszer különböző összetevők vagy eszközök kombinációja, amelyek egymást kiegészítve a rendszerhez rendelt egyedi feladatokat hajtják végre. A rendszernek lehet szabályozott vagy vezéreletlen kimenete. A szabályozott kimenettel rendelkező rendszerek vezérlőrendszerek. Ez a cikk elmagyarázza a nyílt hurkú vezérlőrendszert, annak példáit, előnyeit, hátrányait és alkalmazásait.
Mi az a vezérlőrendszer?
A vezérlőrendszer egy bemenetből, egy vezérlőből vagy processzorból és egy kimenetből áll. Úgy működik, hogy bemeneti jelet ad a vezérlőnek. A vezérlő ezután vezérlőjelet generál, amely meghatározott határokon belül generál kimenetet. Például sütő használata közben beállíthat egy időzítőt az étel melegítéséhez. Az időzítő egy vezérlőjel, amely a beállított idő letelte után kikapcsolja a sütőt. Az a fajta vezérlőrendszer, amelyet ebben a cikkben tárgyalunk, a nyílt hurkú vezérlőrendszer.
Nyílt hurkú vezérlőrendszer
A nyílt hurkú vezérlőrendszernek, ahogy a neve is mutatja, van egy szabályozott folyamata, amelyen keresztül kimenetet ad. Mivel azonban nyílt hurkú rendszerről van szó, nincs visszacsatolási rendszere. Ez azt jelenti, hogy a kimenetnek nincs hatása a bemenetre, és nem működik a bemenet vezérlőváltozójaként. Azt mondhatjuk, hogy egy nyílt hurkú vezérlőrendszerben a jel csak egy irányba áramlik.
Még ha hiba vagy környezeti viszonyok miatt nem is érhető el a kívánt teljesítmény, a kimenet nem szabályozható a visszacsatolás hiánya miatt a nyílt hurkú vezérlőrendszerben.
Nyílt hurkú vezérlőrendszer nyeresége
A nyílt hurkú rendszer erősítését a rendszer teljesítményének meghatározására számítják ki. Mivel az erősítést a kimenet és a bemenet aránya alapján számítják ki, ez jelzi, hogy a kimenet milyen mértékben felel meg a bemenetnek.
Tegyük fel, hogy a vezérlő nyeresége az G1(ek) a kontrollált folyamat nyeresége pedig az G2(ek) akkor a nyílt hurkú rendszer teljes nyeresége a következőképpen számítható ki:
Tehát G(s) megadja egy nyílt hurkú vezérlőrendszer erősítését.
A nyílt hurkú vezérlőrendszer előnyei
Az alábbiakban bemutatjuk a nyílt hurkú vezérlőrendszer előnyeit
- Egyszerű felépítésének köszönhetően könnyen megtervezhető és használható.
- Egyszerű kialakításának köszönhetően gazdaságos is.
- Az Open Loop Control rendszer stabil eredményt hoz.
A nyílt hurkú vezérlőrendszer hátrányai
A nyílt hurkú vezérlőrendszer hátrányait az alábbiakban ismertetjük
- A pontosság érdekében időben újra kell kalibrálni
- Nem használható automatizálásra, mert nincs visszacsatoló rendszer a kimenet korrekciójára.
- Nagyobb a valószínűsége a hiba előfordulásának egy nyílt hurkú vezérlőrendszerben
Nyílt hurkú vezérlőrendszer megvalósítása a való életben
Környezetünkben számos nyílt hurkú vezérlőrendszer található. Ilyenek a mosógépek, szárítók, közlekedési jelzőlámpák, elektromos kézszárítók, kenyérpirítók, sütők és TV távirányítók.
Például a közlekedési jelzőlámpák minden közlekedési lámpához beállítottak időt. Minden közlekedési lámpa automatikusan be- és kikapcsol a megadott időn belül. A közlekedési jelzőlámpák azonban nem tudják megváltoztatni az időzítést a forgalom nagyságától függően, ami a visszacsatolás hiányát mutatja a nyílt hurkú vezérlőrendszerekben.
Elképzelhető, hogy a fent említett egyéb példák a nyílt hurkú vezérlőrendszerek.
Következtetés
A nyílt hurkú vezérlőrendszerek olyan rendszerek, amelyek szabályozott kimenettel rendelkeznek, de kimenetük nem változtathatja meg a bemeneti jelet visszacsatolási folyamaton keresztül. Hasznosak, mert egyszerűek és könnyen karbantarthatók, de nem használhatók automatizálásra.