目的の出力を生成するためにシステムを形成するために組み合わされる要素の数は、制御システムとして知られています。このシステム内の各要素が出力に影響を与えるため、任意のシステムの出力を制御システムで制御できます。場合によっては、制御システムはフィードバックループを使用して、システムの安定性と一貫性、および安定性を取得し、優先出力を生成します。ここで、フィードバックループは出力信号の要素です。フィードバックの概念は、出力の安定性を得るために、どの制御システムでも非常に重要です。制御システムフィードバックの接続に基づいて、閉ループ制御システムと開ループ制御システムの2つのタイプに分類されます。

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閉ループ制御システムとは何ですか？

定義：閉ループ制御システムは、フィードバックループ（または）を持つシステムとして定義できます。制御システムフィードバック信号を使用して出力を生成します。このシステムの安定性は、フィードバックシステムによって制御できます。したがって、フィードバックシステムを提供することにより、任意の開ループ制御システムを閉ループに変更できます。

実際の状態と生成された出力を評価することにより、目的の出力を達成および維持できます。生成された出力が実際の出力から離れると、この制御システムは障害のある信号を生成し、信号のi / pに供給されます。エラー信号が入力信号に追加されると、自動制御システムと呼ばれる次のループ出力を修正できます。

ブロック図

ザ・ 閉ループシステムのブロック図 以下に示します。閉ループ制御システムの基本要素には、エラー検出器、コントローラー、フィードバック要素などがあります。発電所。

閉ループ制御システムのブロック図

制御システムにフィードバックループが含まれている場合、そのシステムはフィードバック制御システムと呼ばれます。したがって、入力にフィードバックを提供することにより、出力を正確に制御できます。このタイプの制御システムには、複数のフィードバックを含めることができます。

上の図では、エラー検出器エラー信号を生成するため、これは入力の変動であり、フィードバック信号でもあります。このフィードバック信号は、システム出力を入力と見なすことにより、制御システムのフィードバック要素から取得できます。入力の代わりに、このエラー信号をコントローラーの入力として与えることができます。

その結果、コントローラーはプラントを制御するための作動信号を生成します。この配置では、制御システムの出力を自動的に修正して、優先出力を取得できます。したがって、これらのシステムは自動制御システムとも呼ばれます。閉ループ制御システムの最良の例は、入力にセンサーを含む信号制御システムです。

閉ループ制御システムの種類

閉ループ制御システムは、正帰還信号と負帰還信号などのフィードバック信号の性質に応じて2つのタイプに分類されます。

正のフィードバック信号

正のフィードバック信号を含む閉ループシステムは、システムの入力に接続することができ、正のフィードバックシステムとして知られています。このシステムは、再生フィードバックとも呼ばれます。電子回路におけるこの正のフィードバックの最良の例は、オペアンプです。このループは、抵抗を使用したフィードバックループを介して出力電圧の一部を非反転端子の入力に接続することで実現できるためです。

負帰還信号

負帰還信号を含む閉ループシステムは、システムの入力に接続することができ、負帰還システムと呼ばれます。この種のシステムは、縮退フィードバックとも呼ばれます。これらのタイプのシステムは非常に安定しており、強度も向上します。

これらのシステムは、電流発生器、電圧発生器などの電子機器を制御し、機械の速度を制御するために使用されます。閉ループ制御システムは、以下の要件に使用されます。

伝達関数

システムの動作は、伝達関数を介して示すことができます。これは、制御システムの入力と出力の数学的関係として定義できます。制御システムは、o / pとi / pの比率から計算できます。したがって、制御システムの出力は、入力と伝達関数の積です。

制御システム

閉ループ制御システムの例を以下に示します。

上記のシステムの場合、

C（S）= E（S）* G（S）

E（S）= R（S）– H（S）* C（S）

このE（S）値をC（S）に代入すると、次のようになります。

C（S）= [R（S）– H（S）* C（S）] * G（S）

C（S）= R（S）G（S）– H（S）* C（S）* G（S）

上記の式から

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）]

これは、負帰還を伴うこのシステムの伝達関数です。同様に、正のフィードバックの場合、伝達関数の式は次のように書くことができます。

C（S）/ R（S）= G（S）/ [1 – H（S）* G（S）]

閉ループ制御システムの例

閉ループ制御システムを使用する電子機器にはさまざまな種類があります。だから 閉ループ制御システムのアプリケーション 以下のものが含まれます。

サーボ電圧安定器では、システムに出力電圧フィードバックを与えることで電圧安定化を実現できます。
の中に水位コントローラー、水のレベルは入力水によって決定することができます
ACの温度は、部屋の温度に応じて調整できます。
モーター速度は、タコメーターまたは電流センサーを使用して制御できます。センサーはモーター速度を検出し、制御システムにフィードバックを送信して速度を変更します。
これらのシステムのその他の例には、サーモスタットヒーター、ソーラーシステムが含まれます。ミサイルランチャー、自動エンジン、自動トースター、タービンを使用した水制御システム。
自動電気アイロンは、アイロン内の発熱体の温度によって自動的に制御できます。