El número de elementos que se combinan para formar un sistema para generar la salida deseada se conoce como sistema de control. La salida de cualquier sistema puede ser controlada por el sistema de control porque cada elemento dentro de este sistema tiene un efecto en la salida. A veces, un sistema de control utiliza un circuito de retroalimentación para obtener la estabilidad y consistencia y la estabilidad de un sistema para generar la salida preferida. Aquí, un bucle de retroalimentación es un elemento de la señal de salida. El concepto de retroalimentación es muy esencial en cualquier sistema de control para obtener la estabilidad de la salida. Sistemas de control se clasifican en dos tipos según la conexión de la retroalimentación, a saber, sistema de control de bucle cerrado y sistema de control de bucle abierto
¿Qué es un sistema de control de circuito cerrado?
Definición: Un sistema de control de circuito cerrado se puede definir como un sistema que tiene un circuito de retroalimentación (o) un sistema de control que utiliza una señal de retroalimentación para generar la salida. La estabilidad de este sistema se puede controlar mediante un sistema de retroalimentación. Por lo tanto, al proporcionar un sistema de retroalimentación, cualquier sistema de control de circuito abierto se puede convertir en un circuito cerrado.
La salida deseada se puede lograr y mantener evaluando la condición real y la salida generada. Si la salida generada se aleja de la salida real, entonces este sistema de control produce una señal defectuosa que se alimenta a la i / p de la señal. Una vez que se agrega la señal de error a la señal de entrada, entonces se puede corregir la siguiente salida del lazo, lo que se conoce como sistemas de control automático.
Diagrama de bloques
los diagrama de bloques del sistema de circuito cerrado se muestra a continuación. Los elementos básicos del sistema de control de circuito cerrado incluyen detector de errores, controlador, elementos de retroalimentación y planta de energía .
Diagrama de bloques del sistema de control de circuito cerrado
Cuando el sistema de control incluye un circuito de retroalimentación, los sistemas se conocen como sistemas de control de retroalimentación. Por lo tanto, la salida se puede controlar con precisión proporcionando retroalimentación a la entrada. Este tipo de sistema de control puede incluir más de una retroalimentación.
En el diagrama anterior, el error detector genera una señal de error, por lo que esta es la variación de la entrada y la señal de retroalimentación. Esta señal de retroalimentación puede obtenerse de los elementos de retroalimentación en el sistema de control considerando la salida del sistema como una entrada. Como alternativa a la entrada, esta señal de error se puede dar como entrada de un controlador.
En consecuencia, el controlador genera una señal de actuación para controlar la planta. En esta disposición, la salida del sistema de control se puede corregir automáticamente para obtener la salida preferida. Por lo tanto, estos sistemas también se denominan sistemas de control automático. El mejor ejemplo de un sistema de control de circuito cerrado es un sistema de control de semáforo que incluye un sensor en la entrada.
Tipos de sistema de control de circuito cerrado
Los sistemas de control de circuito cerrado se clasifican en dos tipos dependiendo de la naturaleza de la señal de retroalimentación, como la señal de retroalimentación positiva y la señal de retroalimentación negativa.
Señal de retroalimentación positiva
El sistema de circuito cerrado que incluye una señal de retroalimentación positiva que se puede conectar a la entrada del sistema se conoce como sistema de retroalimentación positiva. Este sistema también se denomina retroalimentación regenerativa. El mejor ejemplo de esta retroalimentación positiva en circuitos electrónicos es un amplificador operacional. Porque este bucle se puede lograr conectando una parte del voltaje de salida a la entrada del terminal no inversor a través de un bucle de retroalimentación usando una resistencia.
Señal de retroalimentación negativa
El sistema de circuito cerrado que incluye una señal de retroalimentación negativa se puede conectar a la entrada del sistema y se denomina sistema de retroalimentación negativa. Este tipo de sistema también se denomina retroalimentación degenerativa. Este tipo de sistemas son muy estables y también mejoran la resistencia.
Estos sistemas se utilizan para controlar las máquinas electrónicas como generadores de corriente, generadores de voltaje y también controlar la velocidad de la maquinaria. Los sistemas de control de circuito cerrado se utilizan para los requisitos que se indican a continuación.
Función de transferencia
El comportamiento del sistema se puede indicar a través de su función de transferencia. Puede definirse como la relación matemática de la entrada y la salida del sistema de control. El sistema de control se puede calcular a través de la relación de o / p a i / p. Por lo tanto, la salida del sistema de control es el producto de la función de entrada y transferencia.
Sistema de control
El ejemplo del sistema de control de circuito cerrado se muestra a continuación.
Para el sistema anterior,
C (S) = E (S) * G (S)
E (S) = R (S) - H (S) * C (S)
Sustituya este valor E (S) en C (S), entonces podemos obtener
C (S) = [R (S) - H (S) * C (S)] * G (S)
C (S) = R (S) G (S) - H (S) * C (S) * G (S)
De la ecuación anterior
R (S) G (S) = C (S) + H (S) * C (S) * G (S)
R (S) G (S) = C (S) [1 + H (S) * G (S)]
C (S) / R (S) = G (S) / [1 + H (S) * G (S)]
Esta es la función de transferencia de este sistema con retroalimentación negativa. De manera similar, para la retroalimentación positiva, la ecuación de la función de transferencia se puede escribir como
C (S) / R (S) = G (S) / [1 - H (S) * G (S)]
Ejemplos de sistemas de control de circuito cerrado
Hay diferentes tipos de dispositivos electrónicos que utilizan un sistema de control de circuito cerrado. Entonces el aplicaciones de los sistemas de control de circuito cerrado Incluya lo siguiente.
- En el estabilizador de voltaje servo, la estabilización de voltaje se puede lograr dando retroalimentación de voltaje de salida al sistema
- En el controlador de nivel de agua , el nivel de agua se puede decidir por el agua de entrada
- La temperatura en el aire acondicionado se puede ajustar en función de la temperatura de la habitación.
- La velocidad del motor se puede controlar mediante un tacómetro o un sensor de corriente, donde el sensor detecta la velocidad del motor y envía información al sistema de control para cambiar su velocidad.
- Algunos ejemplos más de estos sistemas incluyen calentador de termostato, sistema solar. lanzador de misiles, motor automático, tostadora automática, sistema de control de agua mediante turbina.
- La plancha eléctrica automática se puede controlar automáticamente mediante la temperatura del elemento calefactor en la plancha.
Ventajas
los ventajas del sistema de control de circuito cerrado Incluya lo siguiente.
- Estos sistemas son muy precisos y menos propensos a errores.
- Los errores se pueden corregir mediante la señal de retroalimentación
- Alto ancho de banda
- Es compatible con la automatización
- Alto margen de ruido
- No pueden afectar por medio del ruido.
Desventajas
los desventajas del sistema de control de circuito cerrado Incluya lo siguiente.
- El diseño de este sistema es complicado
- Son muy complejos
- Caro
- Se necesita un gran mantenimiento
- El sistema de control oscila a veces debido a señales de retroalimentación.
- Se requieren más esfuerzos, así como tiempo, al diseñar el sistema.
Por lo tanto, se trata de una descripción general de un sistema de control de circuito cerrado incluyendo diagrama de bloques, tipos, función de transferencia, ventajas, desventajas y sus aplicaciones. La ecuación característica del sistema de control de circuito cerrado no es más que el ajuste del denominador de la función de transferencia a cero. Aquí hay una pregunta para usted, ¿qué es el sistema de control de bucle abierto?
