Układ sterowania otwarty i zamknięty

1. Układ sterowania otwarty i zamknięty Wykonał: Jarosław Ociepa

2. Sterowanie (regulacja) polega na takim oddziaływaniu na obiekt sterowania, za pomocą sygnałów wejściowych, aby jego sygnały wyjściowe osiągneły pożądaną wartość. Sterowanie może być realizowane przy pomocy człowieka - sterowanie ręczne lub za pomocą specjalnie skonstruowanego urządzenia (regulatora) - sterowanie automatyczne. Sterowanie może odbywać się w układzie otwartym lub zamkniętym. Sterowanie w układzie otwartym (ręczne lub automatyczne) polega na takim nastawie wielkości wejściowej, aby znając charakterystykę obiektu i przewidując mozliwość działania nań zakłóceń, otrzymać na wyjściu pożądaną wartość. Sterowanie w układzie zamkniętym (ręczne lub automatyczne) różni się od sterowania w układzie otwartym tym, że człowiek lub regulator otrzymują dodatkowo poprzez sprzężenie zwrotne informacje o stanie wielkości wyjściowej. Informacja ta (odczytana z miernika lub podana w postaci np. napięcia do regulatora) jest używana do korygowania nastawu wielkości wejściowej. Z reguły jeśli oddziaływanie na obiekt jest niepożądane lub nieplanowane to zjawisko to nazywamy zakłóceniem.

3. Sprzężenie zwrotne- oddziaływanie sygnałów wyjściowych układu (obiektu sterowania), na jego sygnały wejściowe. Polega na otrzymywaniu przez układ (urządzenie sterujące w układzie) informacji o własnym działaniu (o sygnale wyjściowym). Sprzężenie zwrotne ujemne stanowi podstawowy mechanizm samoregulacyjny. Ma ono za zadanie utrzymanie wartości jakiegoś parametru na zadanym poziomie. Zachodzi ono wtedy, gdy jakiekolwiek zakłócenia powodujące odchylenie wartości parametru od zadanej wartości w którąkolwiek stronę wytwarzają działania prowadzące do zmiany wartości parametru w stronę przeciwną (stąd nazwa "ujemne"), a więc do niwelacji (kompensacji) efektu tego odchylenia. W przypadku sprzężenia zwrotnego ujemnego wartość parametru oscyluje więc wokół wartości zadanej. Sprzężenia zwrotne ujemne występują powszechnie w organizmach żywych i urządzeniach technicznych, jako mechanizmy samoregulacji. Sprzężenie zwrotne dodatnie polega na tym, że w sytuacji zakłócenia jakiegoś parametru w układzie, układ ten dąży do zmiany wartości parametru w kierunku zgodnym (stąd - "dodatnie") z kierunkiem, w którym nastąpiło odchylenie od "zadanej" wartości. Sprzężenie zwrotne dodatnie powoduje zatem narastanie odchylenia. W sprzężeniu zwrotnym dodatnim wartość parametru odchyla się więc od wartości "zadanej" tym szybciej, im dalej już się od niej znajduje. Sprzężenie zwrotne dodatnie stosuje się w generatorach drgań.

4. Układ automatyki- zespół elementów biorących udział bezpośrednio w kierowaniu procesem automatyzacji (sterowaniu obiektem) oraz elementów pomocniczych, który jest uporządkowany na zasadzie ich wzajemnej współpracy, tzn. zgodnie z kierunkiem przepływu sygnału. Układ automatyki, ze względu na ilość informacji dostarczanych na wejście układu, dzielimy na układ otwary i zamknięty. Układ otwarty – w układzie tym urządzenie sterujące nie otrzymuje informacji o aktualnej wartości wielkości sterowanej y. US - urządzenie sterujące EW - element wykonawczy OS - obiekt sterowania EP – element pomiarowy y0 - wielkość zadana u' - sygnał sterujący na wyjściu USu - sygnał sterujący z – zakłócenia y – wielkość sterowana

5. Układ zamknięty czyli układ automatycznej regulacji (UAR)- układ z ujemnym sprzężeniem zwrotnym R – regulator EW - element wykonawczyOS - obiekt sterowania EP – element pomiarowy y0 - wielkość zadana u' - sygnał sterujący na wyjściu Ru - sygnał sterujący z - zakłóceniay - wielkość regulowana e – uchyb regulacji e = y0 - ym ym - wielkość regulowana pomierzona przez EP

6. W układzie zamkiętym sterowania urządzenie sterujące (regulator) otrzymuje aktualne informacje o biężących wartościach wielkości sterowanych, przy czym informacje te wpływają na przebieg sterowania. Regulator oddziałuje na obiekt sterowania, ale też obiekt sterowania (sygnał wyjściowy) oddziałuje na regulator. To wzajemne oddziaływanie nazywa się sprzężeniem zwrotnym.