Hệ thống là sự kết hợp của các thành phần hoặc thiết bị khác nhau hoạt động để bổ sung cho nhau nhằm thực hiện một nhiệm vụ duy nhất được giao cho hệ thống. Một hệ thống có thể có đầu ra được kiểm soát hoặc đầu ra không được kiểm soát. Các hệ thống có đầu ra được kiểm soát là hệ thống điều khiển. Bài viết này sẽ giải thích hệ thống điều khiển vòng hở, các ví dụ, ưu điểm, nhược điểm và ứng dụng của nó.
Hệ thống kiểm soát là gì?
Một hệ thống điều khiển bao gồm đầu vào, bộ điều khiển hoặc bộ xử lý và đầu ra. Nó hoạt động bằng cách đưa tín hiệu đầu vào tới bộ điều khiển. Bộ điều khiển sau đó tạo ra tín hiệu điều khiển tạo ra đầu ra trong giới hạn được chỉ định. Ví dụ: khi sử dụng lò nướng, bạn có thể đặt hẹn giờ để hâm nóng thức ăn. Bộ hẹn giờ là tín hiệu điều khiển sẽ tắt lò sau thời gian đã đặt. Loại hệ thống điều khiển mà chúng ta sẽ thảo luận trong bài viết này là Hệ thống điều khiển vòng lặp mở.
Hệ thống điều khiển vòng lặp mở
Một hệ thống điều khiển vòng hở, như tên gọi của nó, có một quy trình được kiểm soát mà qua đó nó đưa ra đầu ra. Tuy nhiên, vì là hệ thống vòng hở nên nó không có hệ thống phản hồi. Điều này có nghĩa là đầu ra sẽ không ảnh hưởng đến đầu vào và nó không đóng vai trò là biến điều khiển cho đầu vào. Chúng ta có thể nói rằng trong hệ thống điều khiển vòng hở, tín hiệu chỉ truyền theo một hướng.
Ngay cả khi không đạt được đầu ra mong muốn do bất kỳ lỗi hoặc điều kiện môi trường nào, đầu ra cũng không thể được điều chỉnh do thiếu phản hồi trong hệ thống điều khiển vòng hở.
Đạt được hệ thống điều khiển vòng lặp mở
Độ lợi của hệ thống vòng hở được tính toán để xác định hiệu suất của hệ thống. Vì mức tăng được tính theo tỷ lệ giữa đầu ra và đầu vào, nó cho biết đầu ra phù hợp với đầu vào ở mức độ nào.
Giả sử độ lợi của bộ điều khiển là (Các) G1 và mức tăng của quá trình được kiểm soát là (Các) G2 thì mức tăng tổng thể của hệ thống vòng hở có thể được tính như sau:
Vì vậy, G(s) mang lại độ lợi của hệ thống điều khiển vòng hở.
Lợi ích của hệ thống điều khiển vòng lặp mở
Sau đây là những lợi ích của hệ thống điều khiển vòng hở
- Nó rất dễ dàng để thiết kế và sử dụng do cấu trúc đơn giản của nó.
- Nó cũng kinh tế do thiết kế đơn giản của nó.
- Hệ thống Open Loop Control mang lại kết quả ổn định.
Hạn chế của hệ thống điều khiển vòng lặp mở
Những nhược điểm của hệ thống điều khiển vòng hở được đề cập dưới đây
- Cần phải hiệu chuẩn lại kịp thời để đảm bảo độ chính xác
- Nó không thể được sử dụng để tự động hóa vì không có hệ thống phản hồi để điều chỉnh đầu ra.
- Có nhiều khả năng xảy ra lỗi hơn trong Hệ thống kiểm soát vòng lặp mở
Triển khai hệ thống điều khiển vòng lặp mở trong đời sống thực
Có rất nhiều hệ thống điều khiển vòng hở ở xung quanh chúng ta. Chúng bao gồm máy giặt, máy sấy, đèn giao thông, máy sấy tay điện, lò nướng bánh mì, lò nướng và điều khiển từ xa của TV.
Ví dụ: tín hiệu giao thông đã đặt thời gian cho mỗi đèn giao thông. Mỗi đèn giao thông sẽ tự động BẬT và TẮT trong giới hạn thời gian quy định. Tuy nhiên, tín hiệu giao thông không thể thay đổi thời gian theo lưu lượng giao thông, điều này cho thấy không có phản hồi trong các hệ thống điều khiển vòng hở.
Bạn có thể nghĩ các ví dụ khác được đề cập ở trên là hệ thống điều khiển vòng hở.
Phần kết luận
Hệ thống điều khiển vòng hở là hệ thống có đầu ra được kiểm soát, nhưng đầu ra của chúng không thể thay đổi tín hiệu đầu vào thông qua quá trình phản hồi. Chúng rất hữu ích vì chúng đơn giản và dễ bảo trì, nhưng chúng không thể được sử dụng để tự động hóa.