سیستم کنترل فید بک
سیستم‌های حلقه‌بسته سیستمی هستند که در آن‌ها بخشی از خروجی به ورودی بازگردانده می‌شود تا سیستم به صورت خودکار تنظیم و کنترل شود. این بازخورد باعث می‌شود سیستم به تغییرات حساس‌تر شده و بتواند به طور دقیق‌تری به شرایط مطلوب برسد.
چرا به سیستم‌های حلقه‌بسته نیاز داریم؟
* دقت بالاتر: با مقایسه خروجی واقعی با خروجی مطلوب، سیستم می‌تواند خطاها را کاهش داده و دقت را افزایش دهد.
* پایداری بیشتر: سیستم‌های حلقه‌بسته در برابر تغییرات خارجی مقاوم‌تر هستند و می‌توانند پایداری خود را حفظ کنند.
* انطباق‌پذیری: این سیستم‌ها می‌توانند خود را با شرایط مختلف سازگار کرده و عملکرد بهتری داشته باشند.
اجزای اصلی یک سیستم حلقه‌بسته
* حسگر (Sensor): خروجی سیستم را اندازه‌گیری می‌کند.
* کنترل‌کننده (Controller): سیگنال خطا (تفاوت بین خروجی مطلوب و خروجی واقعی) را محاسبه کرده و سیگنال کنترلی مناسب را تولید می‌کند.
* محرک (Actuator): سیگنال کنترلی را به عمل تبدیل می‌کند و روی سیستم اعمال می‌کند.
* سیستم تحت کنترل (Process): سیستمی است که باید کنترل شود.
مزایای سیستم‌های حلقه‌بسته
* دقت بالا
* پایداری
* انطباق‌پذیری
* کاهش خطا
* بهبود عملکرد
کاربردهای سیستم‌های حلقه‌بسته
* صنعت: کنترل دما، فشار، جریان و … در فرآیندهای صنعتی
* خودرو: سیستم‌های کنترل موتور، ترمز، فرمان و …
* هوافضا: سیستم‌های هدایت و کنترل فضاپیماها
* روباتیک: کنترل حرکت و تعادل روبات‌ها
* پزشکی: دستگاه‌های تنفس مصنوعی، پمپ‌های تزریق دارو و …
مثال‌های ساده
* ترموستات: با اندازه‌گیری دمای اتاق و مقایسه آن با دمای تنظیم شده، به صورت خودکار سیستم گرمایشی یا سرمایشی را روشن یا خاموش می‌کند.
* کروز کنترل خودرو: با استفاده از حسگر سرعت، سرعت خودرو را ثابت نگه می‌دارد.
* پایلوت خودکار هواپیما: با استفاده از حسگرهای مختلف، هواپیما را در مسیر مشخص و با ارتفاع معین نگه می‌دارد.
انواع سیستم‌های حلقه‌بسته
* سیستم‌های حلقه‌بسته خطی: در این سیستم‌ها، رابطه بین ورودی و خروجی خطی است.
* سیستم‌های حلقه‌بسته غیرخطی: در این سیستم‌ها، رابطه بین ورودی و خروجی غیرخطی است.
* سیستم‌های حلقه‌بسته چند متغیره: در این سیستم‌ها، چندین ورودی و چندین خروجی وجود دارد.