Was ist ein Regelungssystem und seine Funktionsweise?

Die Anzahl der Elemente, die zu einem System kombiniert werden, um die gewünschte Ausgabe zu erzeugen, wird als Steuersystem bezeichnet. Die Ausgabe eines beliebigen Systems kann vom Steuerungssystem gesteuert werden, da jedes Element in diesem System einen Einfluss auf die Ausgabe hat. Manchmal verwendet ein Steuerungssystem eine Rückkopplungsschleife, um die Stabilität und Konsistenz sowie die Stabilität eines Systems zum Erzeugen der bevorzugten Ausgabe zu erhalten. Hier ist eine Rückkopplungsschleife ein Element des Ausgangssignals. Das Konzept der Rückkopplung ist in jedem Steuerungssystem sehr wichtig, um die Ausgangsstabilität zu erreichen. Kontroll systeme werden basierend auf dem Anschluss der Rückkopplung in zwei Typen eingeteilt, nämlich ein Regelungssystem und ein Regelungssystem

Was ist ein Regelungssystem?

Definition: Ein Regelungssystem kann definiert werden als ein System mit einem Rückkopplungskreis (oder) a Kontrollsystem das verwendet ein Rückkopplungssignal, um die Ausgabe zu erzeugen. Die Stabilität dieses Systems kann durch ein Rückkopplungssystem gesteuert werden. Durch die Bereitstellung eines Rückkopplungssystems kann jedes Steuerungssystem in einen geschlossenen Regelkreis umgewandelt werden.

Die gewünschte Leistung kann durch Auswertung des tatsächlichen Zustands und der erzeugten Leistung erreicht und aufrechterhalten werden. Wenn der erzeugte Ausgang vom tatsächlichen Ausgang wegbewegt wird, erzeugt dieses Steuersystem ein fehlerhaftes Signal, das dem I / P des Signals zugeführt wird. Sobald das Fehlersignal zum Eingangssignal hinzugefügt wurde, kann der nächste Schleifenausgang korrigiert werden, der als automatische Steuersysteme bekannt ist.

Blockdiagramm

Das Blockschaltbild des Regelkreises wird unten gezeigt. Die Grundelemente des Regelungssystems umfassen Fehlerdetektor, Steuerung, Rückkopplungselemente & Kraftwerk .

Blockschaltbild des Regelungssystems

Wenn das Steuersystem eine Rückkopplungsschleife enthält, werden die Systeme als Rückkopplungssteuersysteme bezeichnet. So kann der Ausgang genau gesteuert werden, indem dem Eingang eine Rückmeldung gegeben wird. Diese Art von Steuerungssystem kann mehr als eine Rückmeldung enthalten.

Im obigen Diagramm ist der Fehler Detektor erzeugt ein Fehlersignal, dies ist also die Variation des Eingangs sowie des Rückkopplungssignals. Dieses Rückkopplungssignal kann aus den Rückkopplungselementen im Steuersystem erhalten werden, indem der Systemausgang als Eingang betrachtet wird. Alternativ zum Eingang kann dieses Fehlersignal als Eingang einer Steuerung gegeben werden.

Folglich erzeugt die Steuerung ein Betätigungssignal zur Steuerung der Anlage. In dieser Anordnung kann die Steuerungssystemausgabe automatisch korrigiert werden, um die bevorzugte Ausgabe zu erhalten. Daher werden diese Systeme auch als automatische Steuerungssysteme bezeichnet. Das beste Beispiel für ein Regelungssystem ist ein Ampelsteuersystem mit einem Sensor am Eingang.

Arten von Regelungssystemen

Regelungssysteme werden in Abhängigkeit von der Art des Rückkopplungssignals, wie dem positiven Rückkopplungssignal und dem negativen Rückkopplungssignal, in zwei Typen eingeteilt.

Positives Rückkopplungssignal

Das System mit geschlossenem Regelkreis, das ein positives Rückkopplungssignal enthält, kann an den Eingang des Systems angeschlossen werden, das als positives Rückkopplungssystem bekannt ist. Dieses System wird auch als regeneratives Feedback bezeichnet. Das beste Beispiel für diese positive Rückkopplung in elektronischen Schaltkreisen ist ein Operationsverstärker. Denn diese Schleife kann erreicht werden, indem ein Teil der Ausgangsspannung über eine Rückkopplungsschleife unter Verwendung eines Widerstands mit dem Eingang des nicht invertierenden Anschlusses verbunden wird.

Negatives Rückkopplungssignal

Das System mit geschlossenem Regelkreis, das ein negatives Rückkopplungssignal enthält, kann an den Eingang des Systems angeschlossen werden und wird als negatives Rückkopplungssystem bezeichnet. Diese Art von System wird auch als degeneratives Feedback bezeichnet. Diese Arten von Systemen sind sehr stabil und verbessern auch die Festigkeit.

Diese Systeme werden verwendet, um die elektronischen Maschinen wie Stromgeneratoren, Spannungsgeneratoren und auch die Maschinengeschwindigkeit zu steuern. Die Regelungssysteme werden für die unten angegebenen Anforderungen eingesetzt.

Übertragungsfunktion

Das Systemverhalten kann durch seine Übertragungsfunktion angezeigt werden. Sie kann als mathematische Beziehung zwischen Ein- und Ausgang des Steuerungssystems definiert werden. Das Steuersystem kann durch das Verhältnis von o / p zu i / p berechnet werden. Daher ist der Ausgang des Steuerungssystems das Produkt der Eingabe- und Übertragungsfunktion.

Kontrollsystem

Das Beispiel eines Regelungssystems ist unten dargestellt.

Für das obige System

C (S) = E (S) · G (S)

E (S) = R (S) - H (S) · C (S)

Ersetzen Sie diesen E (S) -Wert durch C (S), dann können wir erhalten

C (S) = [R (S) - H (S) · C (S)] · G (S)

C (S) = R (S) G (S) - H (S) · C (S) · G (S)

Aus der obigen Gleichung

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)]

Dies ist die Übertragungsfunktion dieses Systems mit negativer Rückkopplung. In ähnlicher Weise kann für die positive Rückkopplung die Übertragungsfunktionsgleichung wie folgt geschrieben werden

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

Beispiele für Regelungssysteme

Es gibt verschiedene Arten von elektronischen Geräten, die ein Regelungssystem verwenden. Also die Anwendungen von Regelungssystemen das Folgende einschließen.

• Im Servospannungsstabilisator kann die Spannungsstabilisierung erreicht werden, indem dem System eine Ausgangsspannungsrückmeldung gegeben wird
• In dem Wasserstandsregler kann der Wasserstand durch das Eingangswasser bestimmt werden
• Die Temperatur in der Klimaanlage kann abhängig von der Raumtemperatur eingestellt werden.
• Die Motordrehzahl kann mit einem Drehzahlmesser oder einem Stromsensor gesteuert werden, wobei der Sensor die Motordrehzahl erfasst und eine Rückmeldung an das Steuerungssystem sendet, um dessen Drehzahl zu ändern.
• Einige weitere Beispiele für diese Systeme umfassen Thermostatheizung, Solaranlage. Raketenwerfer, Automotor, automatischer Toaster, Wasserleitsystem mit Turbine.
• Das automatische elektrische Bügeleisen kann automatisch durch die Temperatur des Heizelements im Bügeleisen gesteuert werden.

Vorteile

Das Vorteile der Regelung das Folgende einschließen.

• Diese Systeme sind sehr präzise und weniger fehleranfällig.
• Fehler können durch das Rückmeldesignal korrigiert werden
• Grosse Bandbreite
• Es unterstützt die Automatisierung
• Hoher Rauschabstand
• Sie können nicht durch Lärm beeinflusst werden.

Nachteile

Das Nachteile der Regelung das Folgende einschließen.

• Das Design dieses Systems ist kompliziert
• Sie sind sehr komplex
• Teuer
• Es ist eine enorme Wartung erforderlich
• Das Steuersystem schwingt manchmal aufgrund von Rückkopplungssignalen.
• Beim Entwurf des Systems sind mehr Aufwand und Zeit erforderlich.

Das ist also alles über eine Übersicht über ein Regelungssystem einschließlich Blockdiagramm, Typen, Übertragungsfunktion, Vor- und Nachteile und deren Anwendungen Die charakteristische Gleichung des Regelungssystems ist nichts anderes als die Einstellung des Übertragungsfunktionsnenners auf Null. Hier ist eine Frage an Sie, was ist das Steuerungssystem?