سیستم کنترل خطی

انواع سیستم های کنترل خطی و غیرخطی

انواع سیستم های کنترل 

سیستم کنترل متشکل از وسایلی است که رفتار سایر دستگاه ها را برای دستیابی به نتیجه دلخواه مدیریت، فرمان، هدایت یا تنظیم می کند. به عبارت دیگر، تعریف سیستم کنترل را می توان به عنوان سیستمی که سایر سیستم ها را برای رسیدن به حالت مطلوب کنترل می کند، ساده کرد. انواع مختلفی از سیستم های کنترل وجود دارد که می توان آنها را به طور کلی به عنوان سیستم های کنترل خطی یا سیستم های کنترل غیر خطی طبقه بندی کرد. این نوع سیستم های کنترلی در زیر به تفصیل مورد بحث قرار گرفته اند. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره این مطلب با ما در آداک، شرکت سازنده تابلو برق صنعتی همراه باشید. همچنین برای سفارش تابلو برق می توانید با شماره 02634156000 تماس بگیرید.

تابلو برق آداک

سیستم های کنترل خطی

برای درک سیستم های کنترل خطی، درک اصل قضیه برهم نهی ضروری است که بر اساس دو ویژگی حیاتی توضیح داده شده در زیر است:

همگنی در سیستم های کنترل 

به سیستمی همگن یا Homogeneity گفته می شود، اگر ورودی را با مقداری ثابت A ضرب کنیم، خروجی نیز در همان مقدار ثابت (یعنی A) ضرب می شود.

افزودنی  Additivity

فرض کنید یک سیستم S داریم و برای اولین بار ورودی این سیستم را به صورت a1 می دهیم و خروجی را به صورت b1 مربوط به ورودی a1 می گیریم. در بار دوم که ورودی a2 را می دهیم و مطابق با آن، خروجی را به صورت b2 دریافت می کنیم.

حال فرض کنید این بار ورودی را به عنوان مجموع ورودی های قبلی (یعنی a1 + a2) می دهیم و مطابق با این ورودی فرض کنید خروجی را به صورت (b1 + b2) دریافت می کنیم، می توانیم بگوییم که سیستم S از خاصیت افزودنی پیروی می کند. اکنون می‌توانیم سیستم‌های کنترل خطی را به عنوان آن دسته از سیستم‌های کنترلی تعریف کنیم که از اصل همگنی و افزودنی پیروی می‌کنند.

نمونه هایی از سیستم کنترل خطی

یک شبکه کاملاً مقاومتی با منبع DC ثابت را در نظر بگیرید. این مدار از اصل همگنی و افزودنی پیروی می کند. تمام اثرات نامطلوب نادیده گرفته شده و با فرض رفتار ایده آل هر عنصر در شبکه، می گوییم که مشخصه ولتاژ و جریان خطی را دریافت خواهیم کرد. این نمونه ای از یک سیستم کنترل خطی است.

سیستم های کنترل غیر خطی

یک سیستم کنترل غیر خطی سیستمی است که به همگنی پایبند نیست. در عمل، تمام سیستم‌های کنترل دنیای واقعی غیرخطی هستند، اگرچه سیستم‌های خطی از نظر تئوری امکان‌پذیر هستند. تابع توصیف به عنوان روشی برای تحلیل تقریبی این مسائل غیر خطی عمل می کند.

نمونه هایی از سیستم های غیر خطی

یک مثال شناخته شده از یک سیستم غیر خطی، منحنی مغناطیسی یا منحنی بدون بار یک ماشین DC است. ما در اینجا به طور خلاصه در مورد منحنی بی باری ماشین های DC بحث خواهیم کرد: منحنی بدون بار رابطه بین شار شکاف هوا و سیم پیچ میدان mmf را نشان می دهد. از منحنی زیر بسیار واضح است که در ابتدا، یک رابطه خطی بین mmf سیم‌پیچ و شار شکاف هوا وجود دارد، اما پس از آن، اشباع حاصل شده است که رفتار غیرخطی منحنی یا ویژگی‌های سیستم کنترل غیرخطی را نشان می‌دهد.

سیستم کنترل غیرخطی

سیستم آنالوگ یا پیوسته

در این نوع سیستم های کنترلی سیگنال پیوسته به عنوان ورودی سیستم داریم. این سیگنال ها تابع پیوسته زمان هستند. ممکن است منابع مختلفی از سیگنال ورودی پیوسته مانند منبع ورودی سیگنال نوع سینوسی، منبع ورودی سیگنال نوع مربعی داشته باشیم. سیگنال ممکن است به شکل مثلث پیوسته و غیره باشد.

سیستم دیجیتال یا گسسته

سیستم های دیجیتال از سیگنال های گسسته و اغلب پالسی با فواصل زمانی خاص استفاده می کنند. این سیستم ها می توانند سیگنال های پیوسته مانند امواج سینوسی یا مربعی را از طریق سوئیچینگ به اشکال گسسته تبدیل کنند. اکنون مزایای مختلفی از سیستم گسسته یا دیجیتال نسبت به سیستم آنالوگ وجود دارد که در زیر این مزایا نوشته شده است:

تفاوت سیستم دیجیتال با آنالوگ

  • سیستم های دیجیتال می توانند سیستم های کنترل غیرخطی را به طور موثرتری نسبت به نوع سیستم های آنالوگ مدیریت کنند.
  • برق مورد نیاز در سیستم های گسسته یا دیجیتال در مقایسه با سیستم های آنالوگ کمتر است.
  • سیستم دیجیتال از دقت بالاتری برخوردار است و می تواند محاسبات پیچیده مختلف را در مقایسه با سیستم های آنالوگ به راحتی انجام دهد.
  • قابلیت اطمینان سیستم دیجیتال در مقایسه با سیستم آنالوگ بیشتر است. آنها همچنین دارای اندازه کوچک و جمع و جور هستند.
  • سیستم دیجیتال بر روی عملیات منطقی کار می کند که دقت آنها را چندین برابر افزایش می دهد.
  • تلفات در مورد سیستم های گسسته در مقایسه با سیستم های آنالوگ به طور کلی کمتر است.

سیستم های تک ورودی تک خروجی

اینها به عنوان نوع سیستم SISO نیز شناخته می شوند. در این، سیستم دارای ورودی واحد برای یک خروجی واحد است. نمونه های مختلفی از این نوع سیستم ممکن است شامل کنترل دما، سیستم کنترل موقعیت و غیره باشد.

سیستم های چند خروجی چند ورودی

این سیستم‌ها که با نام MIMO شناخته می‌شوند، دارای خروجی‌های متعدد برای ورودی‌های متعدد هستند. به عنوان مثال می توان به کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) در میان سایر موارد اشاره کرد.

سیستم پارامتر یکپارچه

در این نوع سیستم‌های کنترل، اجزای مختلف فعال و غیرفعال در نقطه‌ای متمرکز شده‌اند و به همین دلیل به آن‌ها نوع سیستم پارامتری توده‌ای می‌گویند. تجزیه و تحلیل این نوع سیستم ها بسیار آسان است که شامل معادلات دیفرانسیل می شود.

سیستم پارامتر توزیع شده

در این نوع سیستم‌های کنترل، پارامترهای مختلف فعال (مانند سلف‌ها و خازن‌ها) و غیرفعال (مقاومت) به طور یکنواخت در طول توزیع شده‌اند و به همین دلیل است که به آنها نوع پارامتر توزیع شده سیستم می‌گویند. تجزیه و تحلیل چنین نوع سیستمی کمی دشوار است که شامل معادلات دیفرانسیل جزئی است.

خلاصه مطلب

بررسی اجمالی سیستم های کنترل: سیستم کنترل دستگاه یا مجموعه ای از وسایل است که رفتار سایر دستگاه ها را برای دستیابی به نتایج مطلوب مدیریت و تنظیم می کند.

سیستم های خطی: سیستم های کنترل خطی به اصول همگنی و افزایشی پایبند هستند و از پاسخ های منسجم و متناسب اطمینان می دهند.

سیستم‌های غیر خطی: سیستم‌های کنترل غیرخطی از قوانین خطی پیروی نمی‌کنند، که اغلب منجر به رفتاری می‌شود که به طور قابل‌توجهی با ورودی‌های مختلف متفاوت است.

دیجیتال در مقابل آنالوگ: سیستم‌های دیجیتال دقت، قابلیت اطمینان و کارایی بهتری نسبت به سیستم‌های آنالوگ دارند، به ویژه در مدیریت سیستم‌های کنترل غیر خطی.

انواع سیستم: سیستم های کنترل از سیستم های SISO ساده تا سیستم های پیچیده MIMO را شامل می شود که هر کدام برای کاربردهای مختلف مناسب هستند.

ساخت و تولید تابلو برق صنعتی

اگر به دنبال خرید تابلو برق فشار ضعیف و تابلو برق فشار متوسط هستید، شرکت آداک بهین نیرو به پشتوانه سال ها تجربه و ارائه جدیدترین راهکارهای حرفه ای در خدمت شماست. برای دریافت مشاوره رایگان و استعلام قیمت ساخت تابلو برق صنعتی با ما تماس بگیرید.

sales@adakbn-co.com

02634156000

تابلو برق آداک

5/5 - (7 امتیاز)

روش های تماس با آداک

دفتر مرکزی: کرج، عظیمیه. بلوار 45 متری کاج، پلاک 199، واحد 1 و 3

تلفن: 02634156000

ایمیل: info@adakbn-co.com

دفتر تهران: بزرگراه اشرفی اصفهانی، خیابان مخبری، پلاک 10 واحد 6

تلفن: 02144491255

ایمیل: sales@adakbn-co.com

کارخانه: شهرک صنعتی صفادشت، بلوار فروردین، خیابان فروردین نهم غربی، پلاک 104

تلفن: 02634156000