Definizione: un sistema di controllo a circuito chiuso è un tipo di sistema di controllo in cui l’azione di controllo mostra la dipendenza dall’uscita generata del sistema. In parole semplici, in questi sistemi, l’output del sistema controlla l’input applicato al sistema.
La variazione in ingresso in base all’uscita porta a produrre un’uscita del sistema più accurata., Così la controllabilità nel sistema a circuito chiuso è ottenuta attraverso l’uscita generata utilizzando un percorso di feedback.
I sistemi a circuito chiuso sono considerati come sistemi di controllo completamente automatici perché sono progettati in modo che l’uscita raggiunta venga automaticamente confrontata con l’ingresso di riferimento per avere l’uscita richiesta.
Necessità di sistema di controllo a circuito chiuso
Abbiamo già discusso nel nostro precedente articolo sul sistema di controllo., Un sistema di controllo è un sistema progettato per produrre un output specificato dall’azione del controllo richiesto.
Ora il controllo fornito al sistema può essere indipendente dall’uscita o dipendente dall’uscita. Questa variazione porta a dare due diverse categorie di sistema di controllo.
Un sistema in cui l’azione di controllo è indipendente dall’uscita del sistema generato è noto come sistema di controllo ad anello aperto. Mentre in un sistema a circuito chiuso, l’uscita prodotta controlla il funzionamento del sistema utilizzando il feedback.,
Fondamentalmente un sistema a circuito chiuso è stato progettato per superare gli svantaggi associati a un sistema a ciclo aperto. Sappiamo che i sistemi a circuito aperto non hanno la capacità di fornire automaticamente un output accurato.
Siamo tutti consapevoli del fatto che il requisito fondamentale dell’utilizzo di un sistema elettrico o elettronico è quello di generare l’output desiderato. E in qualsiasi sistema, se la misurazione non viene eseguita e l’output richiesto non viene raggiunto, diventa quasi impossibile ottenere la risposta del sistema accurata.,
Quindi, per avere la risposta del sistema accurata, il modo più semplice è confrontare l’input applicato con l’output raggiunto. Questo aiuta a determinare l’errore che è presente all’interno del sistema. Pertanto, una volta misurato l’errore, può essere ridotto al valore più basso possibile per ottenere l’output desiderato.
Quindi in un sistema a circuito chiuso, viene fornito un segnale di retroazione all’ingresso. Questo segnale di feedback e il segnale di ingresso di riferimento agiscono come eccitazione del sistema per ottenere la risposta desiderata., Così in questo modo, l’uscita esegue l’azione di controllo in un sistema a circuito chiuso.
Che cosa è risposte?
Fino ad ora abbiamo usato il termine feedback tante volte. Ma bisogna sapere chiaramente cosa significa veramente il feedback?
Quindi fondamentalmente il feedback agisce come la caratteristica del sistema che consente il confronto tra l’output raggiunto e l’input di riferimento di un sistema.,
Un feedback è generalmente una parte del segnale di uscita che viene restituito al segnale di ingresso in modo che i due possano essere confrontati e l’uscita desiderata possa essere raggiunta se l’uscita attuale mostra una variazione con l’uscita desiderata.
Quindi il ciclo di feedback è considerato come il parametro chiave di un sistema di controllo a circuito chiuso.
Il feedback in qualsiasi circuito può essere generalmente di 2 tipi:
1., Feedback positivo: il tipo di feedback in un sistema di controllo in cui il segnale di ingresso e il segnale di feedback sono in fase tra loro è noto come sistema di feedback positivo.
In questi sistemi, l’ingresso di riferimento viene aggiunto con il segnale di retroazione aumentando così il guadagno del sistema complessivo.
2. Feedback negativo: Nel caso di feedback negativo, il segnale di ingresso e il segnale di feedback mostrano out-of-phase relazione wrt a vicenda.
Quindi il segnale di ingresso applicato e il segnale di feedback vengono sottratti per ottenere il segnale di errore., Ciò porta ad una riduzione del guadagno complessivo del sistema.
Quindi possiamo dire che è il fattore che è più importante responsabile per avere la risposta desiderata di un sistema.
Funzionamento di un sistema ad anello chiuso
La figura qui mostra la rappresentazione dettagliata dello schema a blocchi di un sistema di controllo ad anello chiuso:
Qui come possiamo vedere che l’input di comando viene alimentato a un trasduttore.
Questo perché non è sempre necessario che l’input disponibile sia accettabile dal controller., Pertanto, in tali casi, l’input non può essere applicato direttamente al sistema. Come deve essere cambiato da una forma all’altra in modo che possa svolgere il ruolo di input di riferimento per il sistema.
Questo è il motivo per cui l’input viene inizialmente applicato al trasduttore in modo che possa essere modificato in una forma accettabile dal sistema in base alla natura del controller e del processo.
Quando il controller produce il segnale di controllo in base all’ingresso applicato, l’azione richiesta in base al segnale generato avviene all’interno del sistema.
Questo porta alla generazione di un output specifico., Ma è necessario misurare l’output generato per trovare se è l’output desiderato o meno. Quindi, per questo, una parte dell’output raggiunto viene restituita all’input. Questo segnale funge da segnale di feedback.
Questo segnale di feedback, rispetto all’ingresso di riferimento, genera un segnale di errore. Questo segnale di errore viene inoltre fornito al controller che produce un segnale manipolato (proporzionale al segnale di errore) che non è altro che un segnale di controllo che guida il processo per eliminare l’errore producendo così l’uscita desiderata.,
L’uscita raggiunta è nota come uscita controllata del sistema e mantiene la precisione.
Funzione di trasferimento del sistema di controllo a circuito chiuso
Funzione di trasferimento indica il comportamento del sistema in quanto è definito come la relazione matematica tra l’ingresso e l’uscita del sistema.
Il guadagno del sistema definisce il rapporto tra uscita e ingresso. Quindi possiamo dire che l’output del sistema è il prodotto della funzione di trasferimento e dell’input.,
si Consideri il sistema a ciclo chiuso indicati di seguito:
Quindi, per quanto sopra, dato sistema,
sostituire il valore di E(s) nel 1 ° equazione
Nel recepimento
Questa è la funzione di trasferimento di un sistema a ciclo chiuso con feedback negativo.
Per un sistema di feedback positivo, è dato come:
Per un sistema di feedback unity (cioè,e H(s) = 0) con un alto valore di guadagno. La funzione di trasferimento è unità.,