+ Yorum Gönder
İnternet Sorunları ve Bilgisayar Bilgileri Forumunda Kapalı çevrim kontrol sistemleri Konusunu Okuyorsunuz..
  1. Dr Zeynep
    Bayan Üye

    Kapalı çevrim kontrol sistemleri









    Kapalı çevrim kontrol sistemleri hakkında bilgi

    Detaylı Açıklama;
    İkinci Dünya Savaşından sonra ve özellikle son yıllarda kontrol sistemleri, insanlığın ve uygarlığın gelişme ve ilerlemesinde çok önemli rol oynayan bir bilim dalı haline gelmiştir. Bugün, modern ev ve bürolardaki ısıtma ve havalandırma sistem ya da düzenleri, otomatik kontrol yöntemleri yardımı ile ısıyı ya da ortamın nemini ayarlar. Endüstride, modern araç ve gereçlerde, otomatik kontrol sistemlerinin sayısız uygulamaları vardır. Örneğin, üretilen ürünlerin niteliklerinin kontrolü, ilaç endüstrisinde ilaçların kontrolü, takım üreten makinelerin kontrolü, uçakların oto-pilot ile kontrolü, gemilerin kontrolü, modern gerilim regülatörleri, güdümlü araçların kontrolü, bilgisayarla kontrol, trafik kontrolü, robotlar ve kontrolleri, kimya endüstrisinde üretile ürünlerin kontrolü… vb.Geniş bir görüş açısından bakıldığında, kontrol sistemleri teorisi, elektrik, makine, inşaat v.b. mühendisliklerin kapsamına giren sistemlerin kontrolüne uygulanabildiği gibi, değişik bilim dallarını ilgilendiren çevre sağlığı kontrolünde, canlıların davranışının incelenmesinde de kullanılabilir. İşte bu nedenle kontrol teorisi, sadece bir mühendislik dalı ile sınırlı kalmaz. Örneğin, elektrik mühendisliğinde otomatik kontrol olduğu gibi, makine, inşaat ve çevre sağlığı mühendisliğinde, biyo-mühendislikte, tıpta, toplum ve ekonomi bilim dallarında da otomatik kontrol vardır.1.2. Kontrol Sistemlerinin Tanımları
    Yukarıda verilen açıklamalar dikkatle izlenirse, sistem sözcüğünün çok kullanılmış olduğu görülür. O halde, sistem nedir? Sistemin tanımını şu şekilde verebiliriz: Sistem: Sistem, bir bütünü oluşturan, birbiri ile bağlı olan ya da belli bir işlev için bir araya getirilmiş olan elemanların düzenine (topluluğuna) ya da kümesine denir.“Kontrol ” sözcüğü genellikle ayar eden, düzenleyen, yöneten ya da kumanda eden anlamına gelir. O halde, “kontrol sisteminin” tanımını da verebiliriz:Kontrol Sistemi: Kendisini ya da başka bir sistemi, düzenlemek, kumanda etmek ya da yönetmek üzere uygun bir biçimde bağlanmış fiziksel elemanlar kümesidir.
    Kontrol sistemlerinde, bir organın ya da kontrol edilen sistemin bazen bir bazen çok sayıda girişi ve bu girişle ilgili olan bir ya da çok sayıda çıkışı vardır. Tanım olarak :Giriş: Sistemi, organı ya da kontrol edilecek düzeni kontrol etme amacı ile uygulanan işarettir.Çıkış: Belli girişe ya da girişlere ilişkin olan sistemin çıkış işareti ya da çıkış işaretleridir.Bu tanımlardan sonra en basit
    Şekil 1
    Kapalı çevrim kontrol sistemleri1.jpg

    Eğer sistemin bir girişi ve bir çıkışı varsa, kontrol sistemine bir girişli ve bir çıkışlı sistem, eğer bu işaretler çok sayıda ise çok giriş ve çok çıkışlı sistem denir. Çevremizde bulunan kontrol sistemine bakılırsa, giriş işareti, sistemin kumanda ya da kontrol işaretidir.1.3. Kontrol Sistemlerinin Türleri
    Kontrol sisteminin türü burada sadece çıkış işaretinin kontrol ya da yönetilmesi açısından ele alınacaktır. Çıkışın ya da kontrol edilen büyüklüğün kumanda edilmesi bakımından kontrol sistemleri iki türe ayrılır.
    1. Açık çevrim kontrol sistemleri
    2. Kapalı çevrim kontrol sistemleriŞimdi bu tür sistemlerin tanımlarını verelim. 1.Açık Çevrim Kontrol Sistemleri
    Girişindeki kumanda ya da kontrol işareti çıkıştan (kontrol edilen büyüklükten) bağımsız olan bir kontrol sistemidir. Fakat açık çevrim kontrol sistemlerinde çıkış, giriş işaretinin bir fonksiyonudur.2.Kapalı Çevrim Kontrol Sistemi
    Girişindeki kumanda ya da kontrol işareti, çıkış işaretine ya da çıkış işaretinden üretilen bir işaretle bir referans işaret arasındaki farka ya da bunların toplamına bağlı olan bir kontrol sistemidir. Bu sistemlere geri beslemeli kontrol sistemleri de denir.
    İncelemelerimizde ve daha sonraki bölümlerde açık ve kapalı çevrim kontrol sistemleri üzerinde çok sayıda örnek verilecektir. Ancak bu sistemlerin iyiden iyiye anlaşılması ve kavramın iyice açıklanması için her iki sistem üzerinde de birkaç örnek vereceğiz. Yollarda trafik kontrolü yapan ışıkları düşünelim Bunlar, bir zaman ayarlayıcı (timer) ile yanıp sönerler. Belli bir tk zamanı süresince kırmızı yanar, trafiği durdurur; diğer belli bir ty zamanı süresince yeşil yanarak trafiği açar. Böyle bir kontrol sistemi trafiği iyi düzenleyemez ve kontrol edemez. Trafik olmasa ya da çok yoğun olsa da bu ışıklar aynı (tk,ty) zaman aralıkları ile kırmızı ve yeşil yanar. Burada kontrol sistemine giriş, (tk,ty) kırmızı ve yeşil yanma süreleri, çıkış ise trafik yoğunluğudur. Kontrol sisteminin girişi ya da kumanda işareti, örneğin ty lambanın yeşil yanma süresi olarak alınırsa,çıkış büyüklüğü olan trafik yoğunluğu, ty yeşil yanma süresine etkimez.; başka bir deyimle, lambaların ty yeşil yanarak trafiğe geçiş izni verme süresi trafik fazla aksın diye uzatılmaz. Buradan anlaşılmaktadır ki kumanda işareti olan, ty yeşil yanma süresi, çıkışı oluşturan trafik yoğunluğundan bağımsızdır. O halde bu sistem, açık çevrim kontrol sistemini oluşturur. Eğer bu sistemde trafik yoğunluğu (sistem çıkışı) ölçülür ve bir referansla karşılaştırılır, aradaki farka göre yeşil ve kırmızı yanma süreleri ayarlanır ise böyle bir sistem kapalı çevrim sistemini oluşturur.Açık çevrim kontrol sistemine diğer bir örnek vermek amacı ile hızı, bir tristör köprüsünün verdiği doğru gerilim ile kontrol edilen bir doğru akım motoru düşünelim. Motoru değişken hızlarda çalıştırabilmek için tristörlerin kapı işaretleri ayar edilerek doğru akım motorunun rotoruna uygulanan gerilim değiştirilir. Burada kontrol işareti tristörün kapısına uygulanan işaret ve etkiyen işaret motora uygulanan gerilim, çıkış ise motorun hızıdır. Şimdi, varsayalım ki motor yüklenmiş ve hızı azaltılmıştır. Hızının sabit tutulması isteniyorsa, motora uygulanan giriş gerilimini (etkileyen işaret) arttırmak, başka bir deyimle kontrol işaretini büyütmek lazımdır. Oysa sistemin giriş gerilimi, çıkış büyüklüğü olan hızın azalmasından habersiz ve bağımsızdır. İşte bu sistem de bir açık çevrim kontrol sistemidir.Açık çevrim kontrol sistemlerinde, ayar ya da kontrol işaretini, etkiyen işarete çeviren bir kontrol elemanı (kontrolör + sürücü) ya da organı vardır. Açık çevrim kontrol sistemi blok diyagramı şekil 1.2. de gösterilmiştir.

    Şekil 2
    Kapalı çevrim kontrol sistemleri2.jpg
    Kapalı çevrim kontrol sistemleri üzerine bir örnek verme amacı ile tristörle hızı kontrol edilen serbest uyarlamalı doğru akım motorunu tekrar göz önüne alalım. Yukarıda açıklandığı gibi, bu sistem, bir açık çevrim kontrol sistemi oluşturur. Sistemin hızını bir tako generatörle ölçelim ve elde olunan gerilimi bir referans işaret ile karşılaştırdıktan sonra kontrol organına verelim. Böylece elde olunan bağlantı şekil 1.3.de gösterilmiştir. Tristör köprüsü üç fazlı gerilim ile beslenir. Tristörün ateşleme ya da tetikleme açıları bir tetikleme devresi ile pratik olarak 0?? ?180 derece arasında ayar edilebilir. Böylece tristör köprüsünün doğru akım motoruna uyguladığı gerilim vq’de sıfır ile maksimum değeri arasında değiştirilebilir. Motorun hızı, miline bağlı takogeneratörün gerilimi ile orantılıdır; vt=kt*n. Şimdi varsayalım ki, motorun hızı n=n1 gibi bir değerde sabit tutulmak isteniyor. Bu takdirde, motorun hızı ile orantılı olan takogeneratörün gerilimi vt bir filtre üzerinden sabit bir değere ayarlanmış olan vr referans gerilim kaynağı ile karşılaştırılır: vr-vt fark gerilimi elde olunur, bu gerilim bir amplifikatörde kuvvetlendirilerek tetikleme devresine verilir. Bu devre, vr-vt’nin işaret ve büyüklüğüne göre tristörlerde ateşleme açılarını değiştirir. Eğer vr-vt, belli bir değerden büyükse ya da motorun hızı azalıyorsa tristörlerin tetikleme açıları küçültür, motora daha büyük gerilim gelir ve motor hızlanarak vt’nin büyümesini sağlar; hızın büyümesi, vr-vt farkının belli bir değere kadar küçülünceye dek devam eder. Eğer motorun hızı artarsa, kontrol ve tetikleme elmanı ateşleme açısını büyütür, motora daha küçük gerilim gelir, bu gerilim küçülmesi vr-vt belli bir değere küçülünceye dek sürer. Bu açıklamalardan, motorun hızının sabit tutulduğu, bunu sistemin kendisinin otomatik olarak yaptığı anlaşılmaktadır. Motor hızının başka bir n=n2 değerinde sabit tutulması için, vr sabit referans kaynağını başka bir değere ayar etmek gereklidir. Burada önemli olan sonuç şudur ki örnek olarak aldığımız kontrol sistemi hızın değişimini sezmekte ve değişen bu hızı sabit bir değere getirmek için kontrol ve kumanda işareti üretmektedir. Örneğimizde motorun dönme sayısı; çıkışı, vr de referans girişi oluşturmaktadır. Ayrıca çıkış, bir geri besleme yolu ve bir karşılaştırma elemanı üzerinden giriş ile karşılaştırılmaktadır.

    Şekil 3
    kapal-evrim-kontrol-sistemleri3.jpg








  2. Dr Zeynep
    Bayan Üye





    Kapalı çevrim otomatik kontrol sisteminin tanımından ve yukarıda ele alınan örnek üzerinde yapılan açıklamalardan, basit kapalı çevrim ya da geri beslemeli otomatik kontrol sisteminin blok diyagramı şekil 1.4.deki gibi gösterilebilir. Burada kontrol işareti bir referans ile karşılaştırma işleminden sonra elde olunmaktadır. Bu nedenle literatürde, kontrol işareti için hata ya da sapma deyimleri de kullanılmaktadır.
    kapal-evrim-kontrol-sistemleri1.jpg
    Günümüzün karmaşık kontrol düzenlerinde çoğunlukla birden fazla giriş ve çıkış vardır.Çok giriş ve çok çıkışlı kontrol sisteminin blok diyagramı şekil 1.5’de gösterilmiştir.
    kapal-evrim-kontrol-sistemleri2.jpg
    Geri Beslemenin Getirdiği Özellikler

    Yukarıda geri beslemeyi çıkış ile girişi birbiri ile karşılaştırmak ve çıkışı, referans girişe bağlı olarak istenilen biçimde değiştirmek amacı ile kullandığımızı açıklamıştık. Geri besleme yardımı ile kapalı çevrim kontrol sistemleri elde edildiğini belirtmiş ve bu sistemlere ilişkin birkaç örnek vermiştik.Geri besleme, sadece girişi çıkış ile karşılaştırmak ve kontrol işareti ya da sapmayı küçültmek amacı ile kullanılmaz. Bu özellik, belki geri beslemenin, kontrol sistemlerine getirdiği özelliklerden bir tanesidir. Hatayı küçültme yanında geri beslemenin daha birçok özelliği vardır. Geri beslemenin diğer özelliklerini açıklamak için aşağıdaki şekli inceleyelim. Şekilde gördüğümüz K, G, H sabit büyüklükler olarak ele alınacaktır. Şekle göre blok diyagramlarının özelliklerine göre aşağıdaki bağlantıları yazabiliriz.
    Kapalı çevrim kontrol sistemleri3.jpg
    Burada (-) negatif geri besleme, (+) ise pozitif geri besleme yapıldığında oluşur. Yukarıdaki kapalı çevrim kontrol devresi, geri beslemesiz olarak kullanılırsa, b=0, H=0 olduğundan, formulümüze göre ileri yol kazancı sadece c(t) / r(t) = K*G dir. Öte yandan geri besleme kullanıldığında ileri yol kazancı ise (2) de verilmiştir. Bu bağıntıdan görüleceği gibi ileri yol kazancı 1± K*G*H faktörü ile bölünmektedir. 1±K*G*H teriminin değeri 1’den büyükse kazanç küçülür. Buna karşılık 1’den küçükse kazanç büyür. (2) ifadesinin paydasının 0 olma koşulu göz önüne alınırsa ;

    K*G*H= -1(negatif geri besleme için)
    K*G*H= +1(pozitif geri besleme için) (4)


    olduğu bulunur. Paydanın 0 olması ise (çıkış / giriş) oranının ? olması anlamına gelir. Başka bir deyimle, kontrol sistemine sınırlı bir r girişi verildiği halde,çıkışında sınırlı kalmayan bir çıkış büyüklüğü elde edilebilmektedir. Bu sonuç, sistemin kararlı olmaması anlamına gelir. Çevremizde bulunan fiziksel sistemlerin parametrelerinin türlü nedenlerle değişebileceği ve sabit kalmalarının olanaksız olduğu gerçeğini göz önüne alalım; Örneğin, direnç ve yarı iletkenlerin değerleri sıcaklıkla değişir, bazı elemanların değerleri ise o elemanların değerleri ise o elemanın eskime ve yıpranması ile değişir. Kısaca, fiziksel elemanların parametreleri sabit değildir.(2) bağıntısından, herhangi bir eleman değerinin değişmesine göre, ileri yol kazancının değişme miktarı belirlenebilir. Eleman olarak G’yi göz önüne alalım: Herhangi bir G elemanına göre T kazancının duyarlılığı tanım olarak
    Kapalı çevrim kontrol sistemleri4.jpg

    elde olunur. Burada T kazancının G elemanına göre duyarlılığı yukarıdaki gibi belirlenmiş olur. 1± K*G*H büyütülerek duyarlılık küçültülebilir ve böylece herhangi bir elemanın değer değiştirmesi halinde kazancın değer değiştirmemesi sağlanabilir




+ Yorum Gönder


kapalı çevrim kontrol sistemi,  kapalı çevrim kontrol sistemi örnekleri,  açık ve kapalı çevrim kontrol sistemleri,  geri beslemeli kontrol sistemleri