Name: feedback in open and closed control systems
Uploaded: 2024-09-26T13:17:14.000Z
Duration: 1 min 17 s
Channel: JoVE

تصنف أنظمة التحكم بشكل أساسي على أنها أنظمة تحكم في الحلقة المفتوحة والحلقة المغلقة أو التغذية الراجعة.
عناصر نظام الحلقة المفتوحة هي وحدة التحكم والعملية الخاضعة للرقابة. يتم تطبيق إشارة إدخال على وحدة التحكم ، والتي تتحكم في العملية بحيث يعمل المتغير المتحكم فيه وفقا للمعايير المحددة.
تعمل أنظمة الحلقة المفتوحة بشكل مستقل عن المخرجات. مثال عملي هو الغسالة التي تعمل على أساس زمني دون قياس نظافة الملابس.
وهي مفيدة عندما يصعب تحديد الناتج أو عندما يكون القياس الدقيق غير مجدي اقتصاديا.
تشتمل أنظمة الحلقة المغلقة على رابط تغذية مرتدة واحد أو أكثر من الإخراج إلى الإدخال لتحكم أكثر دقة.
في نظام التحكم في سرعة التباطؤ ذات الحلقة المغلقة ، يتم استشعار أي فرق بين سرعة التباطؤ المطلوبة والسرعة الفعلية وتصحيحه عن طريق ضبط زاوية الخانق. لذلك ، نظرا لاستخدام التغذية الراجعة ، يتعافى النظام بسرعة بعد حدوث اضطراب في القيمة المحددة مسبقا.
ومع ذلك ، فهي أكثر تعقيدا في البناء وهي أعلى بشكل عام من حيث التكلفة والطاقة بسبب استخدام المزيد من المكونات.

أنظمة التحكم ذات الحلقة المفتوحة والمغلقة

<div style="direction: rtl;">
تعتبر أنظمة التحكم عناصر أساسية في الأتمتة والهندسة. وهي تصنف على نطاق واسع إلى أنظمة ذات حلقة مفتوحة وأنظمة ذات حلقة مغلقة. وتعتمد هذه التصنيفات على وجود أو غياب آليات التغذية الراجعة، مما يؤثر بشكل كبير على أداء النظام وتعقيده وتطبيقه.

يعمل نظام التحكم ذو الحلقة المفتوحة بدون تغذية راجعة من المخرجات. ويتكون من عنصرين أساسيين: وحدة التحكم والعملية الخاضعة للرقابة. تتلقى وحدة التحكم إشارة إدخال وتتعامل مع العملية لتحقيق النتيجة المرجوة. ومن المهم أن تعمل أنظمة الحلقة المفتوحة بشكل مستقل عن المخرجات، مما يعني عدم وجود تصحيح تلقائي بناءً على أداء النظام. ومن الأمثلة الشائعة لنظام الحلقة المفتوحة الغسالة التي تعمل وفقًا لدورة زمنية محددة مسبقًا. فهي لا تضبط تشغيلها بناءً على نظافة الملابس، مما يسلط الضوء على غياب التغذية الراجعة. تعد أنظمة الحلقة المفتوحة مفيدة في السيناريوهات حيث يكون القياس الدقيق للمخرجات غير عملي أو غير مجد اقتصاديًا. إن أنظمة التحكم في الحلقة المغلقة أو التحكم في التغذية الراجعة هي أنظمة أبسط وأقل تكلفة في التصميم والصيانة بسبب بنيتها البسيطة.

وعلى النقيض من ذلك، تتضمن أنظمة التحكم في الحلقة المغلقة أو التغذية الراجعة حلقة تغذية مرتدة واحدة أو أكثر تراقب باستمرار الناتج وتضبط المدخلات وفقًا لذلك للحفاظ على الأداء المطلوب. يعزز هذا التكوين بشكل كبير الدقة والاستجابة. على سبيل المثال، في نظام التحكم في سرعة الخمول في الحلقة المغلقة المستخدم في محركات السيارات، يراقب النظام باستمرار سرعة الخمول ويقارنها بالسرعة المطلوبة. إذا تم اكتشاف تناقض، يضبط النظام زاوية الخانق لتصحيح السرعة. تسمح آلية التغذية الراجعة هذه للنظام بالتعافي بسرعة من الاضطرابات والحفاظ على القيمة المحددة مسبقًا، مما يضمن الأداء المتسق.

على الرغم من دقتها الفائقة وقدرتها على التعامل مع الاضطرابات، فإن أنظمة الحلقة المغلقة أكثر تعقيدًا بطبيعتها. فهي تتطلب مكونات إضافية للمراقبة والتغذية الراجعة، مما يزيد من تعقيد التصميم والتكلفة واستهلاك الطاقة. يعتمد الاختيار بين أنظمة الحلقة المفتوحة والحلقة المغلقة على المتطلبات المحددة للتطبيق، بما في ذلك الحاجة إلى الدقة، وجدوى قياس الناتج، والاعتبارات الاقتصادية.

</div>

تصنف أنظمة التحكم بشكل أساسي على أنها أنظمة تحكم في الحلقة المفتوحة والحلقة المغلقة أو التغذية الراجعة.
عناصر نظام الحلقة المفتوحة هي وحدة التحكم ...

Education

JoVE Core

Electrical Engineering

الهندسة الكهربائية

Unit 1

الوحدة الأولى

Introduction to Control Systems

مقدمة في أنظمة التحكم

KEY TERMS AND CONCEPTS

المصطلحات والمفاهيم الأساسية

Open and closed-loop control systems

feedback in open and closed control systems

Control systems are key parts of automation and engineering. They are usually grouped into open-loop and closed-loop systems. The difference depends on whether the output is fed back to the controller.

An open-loop control system works without feedback from the output. It has two main parts: the controller and the controlled process. The controller receives an input signal and drives the process to reach the desired result. Because it does not check the output, the system does not correct itself automatically.

A washing machine that runs for a preset time is a common open-loop example. It keeps running on the set cycle and does not measure how clean the clothes are. Open-loop systems are useful when measuring the output is difficult or too expensive. They are also simpler and cheaper to design and maintain.

A closed-loop control system, also called a feedback control system, uses one or more feedback loops. These loops monitor the output and adjust the input to keep the system near the desired value. This feedback improves accuracy and responsiveness.

An automotive idle-speed control system is a clear example of a closed-loop system. It monitors engine idle speed and compares it with the target speed. If the speed changes, the system adjusts the throttle angle to correct it. This helps the system recover quickly from disturbances and keep a steady preset value.

Closed-loop systems are more complex than open-loop systems. They need extra parts for monitoring and feedback, which can increase design complexity, cost, and power use. The best choice depends on the application’s needs, including precision, whether the output can be measured, and cost.

Feedback in Open and Closed Control Systems

feedback-in-open-and-closed-control-systems

control systems

Feedback in Everyday Control Systems

Control systems use feedback to keep a variable close to a desired value. They appear in both natural and engineered settings. Examples include blood sugar regulation, heart rate changes during stress, elevators, automated vehicles, aerospace systems, and automated manufacturing. A control system is a network of subsystems and processes that turns an input into a desired output. Several parts work together in that network. The controlled variable is the quantity the system tries to regulate.

control systems: applications

Control Systems in Cars and Furnaces

Control systems are used in cars, electric furnaces, and space shuttles to manage devices and processes. They help equipment work safely, correctly, and efficiently. Electrical engineering plays a central role in making these systems work in daily life. In modern vehicles, control systems help manage performance and safety. The steering wheel and accelerator are key inputs in the car control system. The steering direction and pedal pressure are processed to control the vehicle’s speed and...

open and closed-loop control systems

Control systems are key parts of automation and engineering. They are usually grouped into open-loop and closed-loop systems. The difference depends on whether the output is fed back to the controller. An open-loop control system works without feedback from the output. It has two main parts: the controller and the controlled process. The controller receives an input signal and drives the process to reach the desired result. Because it does not check the output, the system does not correct...

effects of feedback

Feedback in Control Systems: Gain and Stability

Feedback in control systems changes gain, stability, and noise response. It does more than reduce error. A basic feedback system uses input, output, error, and feedback signals to shape how the system behaves. One major effect is on gain. Gain is the amount a system amplifies an input. Without feedback, the gain is changed by the factor 1 + GH, where G is the open-loop gain and H is the feedback factor. This means feedback can increase or reduce gain, depending on the frequency range. <br...

feedback control systems

Types of Feedback Control Systems

Feedback control systems can be grouped by how they behave, how their parameters change, and what kind of signals they use. These categories help engineers choose the right control method for a given system. They also make design and analysis easier. Linear feedback systems are theoretical models that simplify control design. In these systems, output is directly proportional to input within a certain range. An amplifier is a good example, but only while the input stays within its allowed range.

key terms and concepts

Learn how open-loop and closed-loop control systems work, why feedback matters, and how examples like washing machines and engine idle control differ.

Feedback in Open and Closed Control Systems | JoVE K12

JoVE Core Electrical Engineering offers easy-to-understand animated videos that cover fundamental concepts of electric circuits along with circuit analysis techniques. It incorporates first-order and second-order circuits using operational amplifiers and circuit transformation concepts. The inclusion of practical design examples and real-world applications through scientist-in-action videos adds significant educational value, making complex concepts accessible.

electrical engineering

Feedback in Open and Closed Control Systems

Description

Transcript

Tags