システムは、システムに割り当てられた固有のタスクを実行するために相互に補完するように機能するさまざまなコンポーネントまたはデバイスの組み合わせです。システムには、制御された出力または制御されていない出力がある場合があります。出力が制御されるシステムは制御システムです。この記事では、オープンループ制御システムとその例、メリット、デメリット、応用例について説明します。
制御システムとは何ですか?
制御システムは、入力、コントローラーまたはプロセッサー、および出力で構成されます。コントローラーに入力信号を与えることで動作します。次に、コントローラーは、指定された制限内で出力を生成する制御信号を生成します。たとえば、オーブンを使用しているときに、食品を加熱するためのタイマーを設定できます。タイマーは、設定された制限時間が経過するとオーブンの電源を切る制御信号です。この記事で説明する制御システムの種類は、開ループ制御システムです。
オープンループ制御システム
開ループ制御システムには、その名前が示すように、制御されたプロセスがあり、それを通じて出力が得られます。ただし、オープンループシステムであるため、フィードバックシステムはありません。これは、出力が入力に影響を与えず、入力の制御変数として機能しないことを意味します。開ループ制御システムでは、信号は一方向にのみ流れると言えます。
エラーや環境条件により所望の出力が得られない場合でも、開ループ制御システムにはフィードバックがないため、出力を調整することはできません。
オープンループ制御システムのゲイン
開ループ システムのゲインは、システムのパフォーマンスを決定するために計算されます。ゲインは入力に対する出力の比率で計算されるため、出力が入力にどの程度適合しているかを示します。
コントローラーのゲインが G1 制御されたプロセスのゲインは G2 開ループ システムの全体的なゲインは次のように計算できます。
したがって、G(s) は開ループ制御システムのゲインを与えます。
オープンループ制御システムの利点
オープンループ制御システムの利点は次のとおりです。
- シンプルな構造なのでデザインも使いやすさも抜群です。
- シンプルな設計なので経済的でもあります。
- オープンループ制御システムにより安定した結果が得られます。
オープンループ制御システムの欠点
オープンループ制御システムの欠点は次のとおりです。
- 精度を確保するには適時に再校正する必要があります
- 出力を修正するためのフィードバックシステムがないため、自動化には使用できません。
- オープンループ制御システムではエラーが発生する可能性が高くなります
実生活における開ループ制御システムの実装
私たちの周囲には多くの開ループ制御システムがあります。これらには、洗濯機、乾燥機、信号機、電気ハンドドライヤー、パントースター、オーブン、テレビのリモコンが含まれます。
たとえば、信号機にはそれぞれの信号に時間が設定されています。各信号機は、指定された制限時間内に自動的にオンおよびオフになります。しかし、交通信号機は交通量に応じてタイミングを変えることができず、これは開ループ制御システムにはフィードバックが存在しないことを示しています。
上で述べた他の例がどのように開ループ制御システムであるかを考えることができます。
結論
開ループ制御システムは、出力を制御するシステムですが、その出力はフィードバック プロセスを通じて入力信号を変更できません。シンプルで保守が容易なため便利ですが、自動化には使用できません。