no tutorial anterior sobre Sistemas Eletrônicos, vimos que um sistema pode ser definido como uma coleção de subsistemas que direcionam ou controlam um sinal de entrada para produzir a condição de saída desejada.
A função de qualquer sistema eletrônico é regular automaticamente a saída e mantê-la dentro dos sistemas valor de entrada desejado ou “ponto de ajuste”. Se a entrada de sistemas muda por qualquer razão, a saída do sistema deve responder em conformidade e mudar-se para refletir o novo valor de entrada.,
da mesma forma, se algo acontecer para perturbar a saída do sistema sem qualquer alteração ao valor de entrada, a saída deve responder retornando ao seu valor de conjunto anterior. No passado, os sistemas de controle elétrico eram basicamente manuais ou o que é chamado de Sistema de circuito aberto com muito poucos recursos de controle automático ou de feedback incorporados para regular a variável de processo, de modo a manter o nível de saída desejado ou valor.por exemplo, um secador de roupa eléctrico., Dependendo da quantidade de roupas ou de quão molhadas elas estão, um usuário ou operador ajustaria um temporizador (controlador) para dizer 30 minutos e no final dos 30 minutos o secador automaticamente parará e desligará, mesmo que as roupas ainda úmidas ou úmidas.neste caso, a ação de controle é o operador manual avaliando a humidade das Roupas e ajustando o processo (o secador) em conformidade.
assim, neste exemplo, o secador de roupas seria um sistema de circuito aberto, uma vez que não monitora ou mede a condição do sinal de saída, que é a secura das Roupas., Em seguida, a precisão do processo de secagem, ou o sucesso de secagem das Roupas dependerá da experiência do Usuário (operador).
no entanto, o utilizador pode ajustar ou afinar o processo de secagem do sistema a qualquer momento, aumentando ou diminuindo o tempo de secagem dos controladores de temporização, se considerarem que o processo de secagem original não será cumprido. Por exemplo, aumentando o controlador de tempo para 40 minutos para estender o processo de secagem. Considere o seguinte diagrama de bloco em circuito aberto.,
sistema de secagem em circuito aberto
então um sistema em circuito aberto, também referido como sistema de não-feedback, é um tipo de Sistema de controlo contínuo no qual a saída não tem influência ou efeito na acção de controlo do sinal de entrada. Em outras palavras, em um sistema de controle de circuito aberto a saída não é nem medida nem “alimentada” para comparação com a entrada. Portanto, espera-se que um sistema de circuito aberto siga fielmente o seu comando ou ponto de entrada, independentemente do resultado final.,
também, um sistema de circuito aberto não tem conhecimento da condição de saída assim não pode auto-corrigir quaisquer erros que poderia fazer quando o valor pré-definido deriva, mesmo se isso resulta em grandes desvios do valor pré-definido.
outra desvantagem dos sistemas de circuito aberto é que eles estão mal equipados para lidar com distúrbios ou alterações nas condições que podem reduzir a sua capacidade de completar a tarefa desejada. Por exemplo, a porta de secador abre e o calor é perdido., O controlador de tempo continua independentemente durante os 30 minutos completos, mas as roupas não são aquecidas ou secas no final do processo de secagem. Isto porque não há nenhuma informação fornecida de volta para manter uma temperatura constante.
então podemos ver que os erros do sistema de circuito aberto podem perturbar o processo de secagem e, portanto, requer uma atenção de supervisão extra de um utilizador (operador)., O problema com esta abordagem de controle antecipado é que o usuário precisa olhar a temperatura do processo com freqüência e tomar qualquer ação de controle corretivo sempre que o processo de secagem se desviou do seu valor desejado de secagem das Roupas., Este tipo de controle manual de circuito aberto que reage antes que um erro realmente ocorra é chamado de Controle De Alimentação para frente
o objetivo do controle de alimentação para frente, também conhecido como controle preditivo, é medir ou prever quaisquer potenciais distúrbios de circuito aberto e compensá-los manualmente antes que a variável controlada se desvie muito longe do ponto de ajuste original. Assim, para nosso exemplo simples acima, se a porta dos secadores estivesse aberta, seria detectada e fechada permitindo que o processo de secagem continuasse.,
Se aplicado corretamente, o desvio de roupas molhadas para secar roupas no final dos 30 minutos seria mínima se o usuário respondeu a situação de erro (porta aberta) muito rapidamente. No entanto, esta abordagem de alimentação para a frente pode não ser completamente precisa se o sistema muda, por exemplo, a queda na temperatura de secagem não foi notado durante o processo de 30 minutos.
então podemos definir as principais características de um “sistema de circuito aberto” como sendo:
- Não há comparação entre os valores reais e desejados.,
- um sistema de circuito aberto não tem auto-regulação ou acção de controlo sobre o valor de saída.
- Cada configuração de entrada determina uma posição operacional fixa para o controlador.as alterações ou perturbações nas condições externas não resultam numa alteração directa da saída (a menos que a configuração do controlador seja alterada manualmente).
qualquer sistema de circuito aberto pode ser representado como múltiplos blocos em cascata em série ou um diagrama de bloco único com uma entrada e saída., O diagrama de blocos de um sistema de circuito aberto mostra que o caminho do sinal de entrada para saída representa um caminho linear sem ciclo de realimentação e para qualquer tipo de Sistema de controlo, a entrada é dada a designação θi e a saída θo.
geralmente, não temos que manipular o diagrama de bloco de circuito aberto para calcular a sua função de transferência real. Podemos apenas escrever as relações ou equações adequadas de cada diagrama de bloco, e então calcular a função de transferência final a partir destas equações como mostrado.,3>
A Função de Transferência de cada bloco é, portanto:
geral Da função de transferência é dada como:
em Seguida, a Abrir-Ganho da malha é dado simplesmente como:
Quando G representa a Função de Transferência do sistema ou subsistema, que pode ser reescrito como: G(s) = θo(s)/θi(s)
Abra-sistemas de controle de malha são muitas vezes utilizados com processos que requerem o seqüenciamento de eventos com o auxílio de “ON-OFF” de sinais., Por exemplo, uma máquina de lavar que exige que a água seja ligada e, em seguida, quando completa é desligada, seguida pelo elemento aquecedor sendo ligado para aquecer a água e, em seguida, a uma temperatura adequada é desligado, e assim por diante.
Este tipo de controlo de circuito aberto” ON-OFF ” é adequado para sistemas em que as mudanças de carga ocorrem lentamente e o processo é muito lento, necessitando de alterações pouco frequentes à acção de controlo por parte de um operador.,
sistema de controle de circuito aberto resumo
vimos que um controlador pode manipular suas entradas para obter o efeito desejado na saída de um sistema. Um tipo de Sistema de controle no qual a saída não tem influência ou efeito sobre a ação de controle do sinal de entrada é chamado de Sistema de circuito aberto.
um ” sistema de circuito aberto “é definido pelo facto de o sinal ou condição de saída não ser medido nem” alimentado ” para comparação com o sinal de entrada ou o ponto de conjunto do sistema. Portanto, os sistemas de circuito aberto são comumente referidos como”sistemas não-feedback”.,
também, como um sistema de circuito aberto não usa feedback para determinar se sua saída requerida foi alcançada, ele “assume” que o objetivo desejado da entrada foi bem sucedido porque ele não pode corrigir quaisquer erros que poderia fazer, e assim não pode compensar quaisquer distúrbios externos ao sistema.
comando do Motor em circuito aberto
por isso, por exemplo, assuma o controlador do motor de corrente contínua como mostrado. A velocidade de rotação do motor dependerá da tensão fornecida ao amplificador (O controlador) pelo potenciômetro., O valor da tensão de entrada pode ser proporcional à posição do potenciômetro.
Se o potenciómetro for movido para o topo da Resistência, a tensão máxima positiva será fornecida ao amplificador que representa a velocidade máxima. Da mesma forma, se o limpador de potenciômetro for movido para o fundo da Resistência, a tensão zero será fornecida representando uma velocidade ou parada muito lenta.,
então a posição da barra potenciômetros representa a entrada, θi que é amplificada pelo amplificador (controlador) para conduzir o motor de corrente contínua (processo) a uma velocidade definida n representando a saída, θo do sistema. O motor continuará a rodar a uma velocidade fixa determinada pela posição do potenciómetro.como o caminho do sinal da entrada para a saída é um caminho direto que não faz parte de nenhum laço, o ganho global do sistema irá os valores em cascata dos ganhos individuais do potenciômetro, amplificador, motor e carga., É claramente desejável que a velocidade de saída do motor seja idêntica à posição do potenciômetro, dando o ganho global do sistema como unidade.no entanto, os ganhos individuais do potenciômetro, amplificador e motor podem variar ao longo do tempo com mudanças na tensão de alimentação ou temperatura, ou a carga do motor pode aumentar representando perturbações externas ao sistema de controle do motor de circuito aberto.,
mas o usuário eventualmente vai se conscientizar da mudança no desempenho do sistema (mudança na velocidade do motor) e pode corrigi-lo aumentando ou diminuindo o sinal de entrada de potenciômetros de acordo com a manutenção da velocidade original ou desejada.
As vantagens deste tipo de” controle de motor em circuito aberto ” é que é potencialmente barato e simples de implementar tornando-o ideal para uso em sistemas bem definidos foram a relação entre entrada e saída é direta e não influenciada por quaisquer distúrbios externos., Infelizmente, este tipo de Sistema de circuito aberto é inadequado, uma vez que as variações ou perturbações no sistema afectam a velocidade do motor. Em seguida, uma outra forma de controle é necessária.
no próximo tutorial sobre Sistemas Eletrônicos, vamos olhar para o efeito de alimentar de volta algum do sinal de saída para a entrada de modo que o controle de sistemas é baseado na diferença entre os valores reais e desejados. Este tipo de Sistema de controle eletrônico é chamado de controle de circuito fechado.,
