第一个控制系统是由“詹姆斯·瓦特的飞球调速器”在17年发明的。该装置的主要目的是通过改变发动机的蒸汽供应来保持发动机转速恒定。目前,控制系统在现代技术中发挥着至关重要的作用,因为这些系统会影响我们的日常生活,甚至更多。控制系统的最佳例子是汽车、空调、冰、geezer等。这些系统用于质量控制、运输系统、机器人、武器系统、空间技术等行业的不同产品,也用于工程/非工程领域。本文概述了什么是控制系统及其类型之一,即开环控制系统。


什么是控制系统?

定义:控制系统可以定义为,可以通过改变其输入来控制的系统的输出。因此,系统行为可以借助微分方程来表达。因此,通过管理、指导或命令系统的行为,可以在控制系统中实现所需的输出。控制系统分为两类,即开环控制系统和闭环控制系统。

什么是开环控制系统?

开环控制系统框图如下所示。在下图中,可以将输入提供给控制系统,以便获得所需的输出。然而,不能将该系统用于额外的参考输入来考虑所获得的输出。

在下面的系统中,它包括两个类似控制器的块以及受控过程。通常,给系统的输入主要取决于所需的输出。基于该输入,可以通过控制器产生控制信号。该信号可以被提供给处理单元。因此,基于控制信号,可以进行适当的处理,从而可以获得输出。

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开环控制系统

在开环控制系统中,没有反馈路径。因此,这就是开环控制系统中的输入与输出无关的原因。值得注意的是,这通常会在系统内产生故障,因为一旦输出显示与估计值的差异,就没有机会改变输入。

开环控制系统示例包括以下内容。

  • 自动洗衣机
  • 咖啡或泡茶机
  • 立体声系统的音量
  • 电动干手器
  • 面包烤面包机
  • 喷墨打印机
  • 伺服电机/伺服电机
  • 电灯泡
  • 基于定时器的干衣机
  • 灯光开关
  • 电视遥控器
  • 水龙头
  • 门锁系统

控制系统功能

该系统的功能包括以下内容。

  • 控制系统的特点主要包括,任何控制系统的数学关系都必须在系统的输入和输出之间清楚。
  • 对于线性控制系统,输入和输出之间的关系可以通过线性比例来指定。
  • 对于非线性控制系统,输入和输出之间的关系可以通过线性比例来表示。

对于一个好的控制系统,以下因素是必要的。

  • 精确
  • 振荡
  • 体贴
  • 速度
  • 噪音
  • 带宽
  • 稳定性

特点

开环控制系统的特征是,

  • 实际值和首选值之间没有对比。
  • 它对输出值没有控制作用。
  • 每个输入设置决定控制器的设置操作位置。
  • 外部条件的变化将直接影响输出的变化。

开环控制系统示例

我们可以在不同的十字路口观察到红绿灯控制器。通过控制系统产生的信号是与时间相关的。在控制器的设计时,可以向控制器提供内部时序。
因此,一旦交通信号灯的控制器固定在十字路口,之后每个信号灯都可以通过控制器显示。

在这里,控制系统不能使用产生的输出来执行任何操作,因为它不能基于任何一侧的流量来改变其输入。在一段固定的时间间隔之后,基于主要生成的输入,控制系统生成输出。

在控制系统中,定时序列可以由所使用的继电器提供。

因此,它清楚地表明,对于生成的输出,输入将保持独立。

考虑如下所示的控制系统。

Transfer Function
传递函数

控制系统的传递函数可以通过使用以下方程来导出。

G(S)=输出/输入

当对每个块单独考虑上述传递函数时,它如下所示。

对于第一块G1(S),传递函数为G1(S)=Y1/易

对于G2(S)=Y2/Y1

对于G3(S)=Y0/Y2

因此,总传递函数可以计算为

G1 x G2 x G3=Y1/Yi*Y2/Y1*Y0/Y2

因此开环的增益可以计算为G=Yo/Yi

因此,开环控制系统的使用规定了系统操作员准备考虑输出与估计值之间的最小差异。

优势

这个开环控制系统的优点包括以下内容。

  • 这些类型的控制系统设计非常简单。
  • 与其他系统相比成本较低
  • 更少的维护
  • 输出稳定
  • 非常适合使用
  • 操作方便

缺点

开环控制系统的缺点包括以下几点。

  • 带宽更少。
  • 不准确的
  • 当非反馈系统的输出受到一些外部扰动的影响时,非反馈系统是不可靠的,
  • 输出差异无法自动校正。
  • 它需要及时重新校准。
  • 这些控制系统更容易产生误差。
  • 优选输出内的变化可能是扰动的影响。
  • 输出的改变可以自动完成

应用

开环控制系统的应用包括以下内容。

  • 用于红绿灯控制系统
  • 浸渍棒
  • 电视遥控器,
  • 自动洗衣机,
  • 房间里的加热器
  • 自动开门和关门系统。

因此,这一切都是关于开环控制系统的概述。在这种控制系统中,对输入信号的控制没有影响。这些系统通常被称为非反馈系统,因为它不包括任何反馈来决定是否达到了必要的输出。这里有一个问题要问你,什么是闭环控制系统?