تحقیق اهمیت سیستم های کنترل

دسته بندي : دانش آموزی و دانشجویی » دانلود تحقیق
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 18 صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

‏2
‏اهمیت سیستم های کنترل 
‏در سالهاي اخير ، سيستم هاي كنترل اهميت فزاينده اي در توسعه و پيشرفت تكنولوژي جديد يافته اند . هر يك از جنبه هاي فعاليت روزمره ي ما عملاً نوعي سيستم كنترل قرار دارد . مثلاً براي نمونه در محدوده ي زندگي فردي ، كنترل كننده هاي خودكار در سيستم هاي تهويه ي مطبوع ، دما و رطوبت هواي خانه ها و ساختمان ها را درحد مطلوب نگاه مي دارند .
‏ سيستم هاي كنترل در تمام بخشهاي صنعت نظير كنترل كيفيت محصولات ، خط مونتاژ خودكار كارخانجات ، كنترل ماشين ابزارها ، تكنولوزي فضايي و سيستم هاي نظامي ، كنترل كامپيوتري ، سيستم هاي حمل ونقل ، سيستم هاي قدرت ، سيستم هاي هوش مصنوعي و در موارد بسيار ديگري ، به فراواني يافت مي شوند . صرف نظر از اينكه چه نوع سيستم كنترلي در اختيار داريم ، سه بخش اساسي را مي توان در آن مشخص كرد :
‏ 1 ـ خواسته هاو انتظارات ما از سيستم كنترل ( ورودي هاي سيستم )
‏ 2 ـ اجزاي مختلف سيستم كنترل
‏ 3 ـ نتايج ( خروجي سيستم )
‏سيستم کنترل
‏ به طور كلي ، هدف از سيستم هاي كنترل اين است كه خروجي هاي Z‏ را به شيوه ي از پيش تعيين شده اي به وسيله ي ورودي هاي ‏ U‏ ازطريق اجزاي سيستم ، كنترل كند ، ورودي هاي سيستم كنترل ، سيگنال هاي تحريك و خروجي هاي آن متغير هاي تحت كنترل نيز ناميده مي شوند .
‏2
‏ ‏ساختمان سيستم هاي كنترل
‏ سيستم هاي كنترل از لحاظ ساختاري به دو بخش زير تقسيم مي شوند ‏ .
‏ ‏ الف ) ‏ سيستم هاي كنترل حلقه باز ‏ ( Open Loop ‏ )
‏ ‏ ب ) ‏ سيستم هاي كنترل حلقه بسته ‏ ( Closed Loop ‏ )
‏ 
‏حال در زير به ترتيب مدار بالا را به طور خلاصه توضيح مي دهم .‏
‏الف ) سيستم هاي كنترل مدار باز ( open Loop‏ ‏ )
‏ در اينگونه سيستم ها خواسته هاي ما از عملكرد آن به خوبي برآورده نمي شود و تنها دليل استفاده از اين سيستم سادگي ، تعمير ونگهداري آسان واقتصادي بودن آن است . به طور عيني ماشين لباسشويي مثال بارزي از يك سيستم كنترل مدا ر باز است . زيرا عموما ً مدت زمان شستشو از طريق قضاوت و تخمين فرد استفاده كننده تعيين مي شود . يك ماشين لباسشويي خوكار بايد بتواند دائماً ميزان تميزي لباسهاي در حال شستشو را بررسي كند تا هر زمان كه به اندازه ي كافي تميز شد ند . به طور خودكار خاموش شود .
‏ ‏ در موارد ساده ، سيستم كنترل كننده مي تواند ، يك تقويت كننده ، اتصالات مكانيكي و يا وسايل كنترلي ديگرباشد . درموارد پيچيده تر كنترل الكترونيكي ، كنترل كننده ممكن است يك حسابگر الكترونيكي نظير يك ريز پردازنده باشد .‏ 
‏4
‏آشنايي بيشتر درمورد اجزاي يك سيستم كنترل مدار باز اطلاعاتي را ارائه ميدهم .
‏1 ـ واحد ورودي ( ورودي مرجع A‏ ) : اطلاعات از طريق كليد ها و حس كننده ها ( سنسورها ) به ورودي هامنتقل مي گردد . اين اطلاعات عموماً به شكل سيگنال هاي الكتريكي است كه مي تواند به صورت ديجيتال يا آنالوگ باشد .
‏ 2 ـ واحد متناسب كننده يا هم سطح كننده ( Conditioning Unit‏ ) : اين قسمت در صورتي مورد نياز است كه ميزان ولتاژ يا جريان سيگنال هاي ورودي ، براي واحد كنترل كننده مناسب نباشد . بنابراين اين مقدار ولتاژ يا جريان به ميزان معيني تنظيم گردد .
‏ 3 ـ واحد كنترل كننده ( واحد پردازش ) : اين واحد ، هسته ي سيستم كنترل را تشكيل داده ، اعمال منطقي و محاسباتي در اين قسمت صورت مي گيرد .
‏ 4 ـ واحد تقويت كننده : در اين قسمت سيگنال هاي ضعيف دريافت شده از واحد پردازش ، تقويت و ارسال شده تا وسايل كنترل كننده مانند شير هاي كنترل شونده توسط جريان الكتريكي ( Solenoid‏ Valves‏ ) يا كنتا كتورها را كنترل ، يا لامپ هاي نشان دهنده را روشن نمايد .
‏ 5 ـ واحد خروجي ( متغير تحت كنترل Z‏ ) : از اين قسمت فرمانهاي سيستم كنترل به اجرا كننده هاي فرمان يعني متحرك ها و . . . ارسال مي شود .
‏ ب ) سيستم هاي كنترل مدار بسته ( Closed Loop‏ )
‏ آنچه براي كنترل دقيق تر و قابل انعطاف تر لازم بوده و در سيستم كنترل مدار باز وجود ندارد يك اتصال با فيدبك از خروجی ، به ورودي سيستم است . براي دسترسي به سيستم دقيق تر ، سيگنال تحت كنترل
‏5
‏ Z‏ (t‏ )‏ بايد فيدبك شده ، با ورودي مرجع U‏ مقايسه شود و سيگنال تحريك مناسب با تفاضل ورودي و خروجي به سيستم اعمال ودر نتيجه ، خطا تصحيح شود . سيستم با يك يا چند مسير فيدبك ، همانند آنچه كه هم اكنون تشريح شد يك سيستم مدار بسته ناميده مي شود . همان گونه كه ذكر شد در اين سيستم ها ، مقدار خروجي در هر لحطه توسط عنصري اندازه گير ( سنسور ) انداز گيري مي شود و در مقايسه اي با مقدار مطلوب ، اختلاف بين خروجي و مقدار مطلوب محاسبه شده ، به عنوان سيگنال خطا معرفي مي گردد . اين سيگنال خطا به واحد كنترل كننده ارسال و سپس كنترل كننده در حلقه كنترل ، به عنوان تصميم گيرنده عمل مي نمايد . به اين ترتيب كه با توجه به تنظيم هاي از پيش تعيين شده ، فرمان لازم براي تصحيح خطا صادر مي نمايد .
‏ ‏انواع سيستم هاي كنترل‏
‏ سيستم كنترل را مي توان بنا به روش كنترل آنها به دو دسته ي زير تقسيم بندي نمود .
‏ ‏ 1 ـ سيستم هاي كنترل سخت افزاري
‏ 2 ـ سيستم هاي كنترل نرم افزاري
‏ سيستم هاي كنترل سخت افزاري‏
‏ همان گونه كه از اسم اين سيستم مشخص است ، شامل مداراتي هستند كه با استفاده از رله ها و عناصر الكترنيكي مانند ديود ها و ترانزيستورها ساخته مي شوند . برنامه ي كنترل در اين سيستم ها نتيجه ي روابط بين عناصر مدار الكتريكي است و به راحتي قابل تغيير نمي باشد . به عبارتي ديگر تغيير در برنامه ي كنترل به معني تغيير در سخت افزار سيستم است البته در برخي از اين كنتر ل كننده ها كه با استفاده از كليد ها انتخاب كنند ه ( Selectors‏ ) ، يا شبكه ي ديودي ( Diode Matrix‏ ) ساخته مي شوند ، برنامه ي كنترل را مي توان تا اندازه اي تغيير داد . اگر چه اعمال اين تغييرات ، محدود در برخي موارد بسيار مشكل است .