AÇIK ÇEVRİM KONTROL SİSTEMİ NEDİR ? 

Açık çevrim kontrol sistemi nedir ? Elektronik sistemler nedir ? Açık çevrim kontrol sistemi , blok şeması ve örnekleri nedir ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız Açık Çevrim Kontrol Sistemi nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

AÇIK ÇEVRİM KONTROL SİSTEMİ

Açık Çevrim Sistem

Açık çevrim konfigürasyonu, geri besleme olmadığından çıkış sinyalinin durumunu izlemez veya ölçmez.

Elektronik Sistemler ile ilgili önceki derste, bir sistemin istenen çıkış koşulunu üretmek için bir giriş sinyalini yönlendiren veya kontrol eden bir alt sistem topluluğu olarak tanımlanabileceğini gördük.

Herhangi bir elektronik sistemin işlevi, çıkışı otomatik olarak düzenlemek ve istenen giriş değeri veya “ayar noktası” içindeki sistemlerde tutmaktır.Sistem girişi hangi nedenle olursa olsun değişirse, sistemin çıktısı buna göre yanıt vermeli ve yeni giriş değerini yansıtacak şekilde kendini değiştirmelidir.

Benzer şekilde, sistem çıkışını giriş değerinde herhangi bir değişiklik yapmadan etkileyecek bir şey olursa, çıkış önceki ayar değerine geri dönerek yanıt vermelidir.

Geçmişte, elektriksel kontrol sistemleri temel olarak el ile ya da istenen çıkış seviyesini ya da değerini korumak için proses değişkenini düzenlemek için yerleşik çok az otomatik kontrol ya da geri bildirim özelliğine sahip olan Açık-Çevrim(Open-Loop) Sistemi olarak adlandırılmıştır.

Örnek olarak, elektrikli çamaşır kurutma makinesine bakalım.

Giysilerin miktarına veya ne kadar ıslak olduklarına bağlı olarak, bir kullanıcı veya operatör 30 dakikalık bir zamanlayıcı (kontrolör) ayarlayacaktır ve bu 30 dakikanın sonunda kurutucu, giysiler hala ıslak veya nemli olsa dahi duracaktır.

Bu durumda kontrol eylemi, kıyafetlerin ıslaklığını değerlendiren ve işlemi (kurutucu) buna göre manuel ayarlayan, operatördür.

Dolayısıyla, bu örnekte, çamaşır kurutucusu, çamaşırın kuru olduğu çıkış sinyalinin durumunu izlemeyen ya da ölçmeyen açık devre bir sistem olacaktır.Daha sonra kurutma işleminin doğruluğu veya çamaşırları kurutmanın başarısı kullanıcının (operatörün) deneyimine bağlı olacaktır.

Bununla birlikte, kullanıcı, orijinal kurutma işleminin karşılanmayacağını düşünürse, zamanlama kontrolörlerinin kurutma süresini arttırarak veya azaltarak sistemin kurutma işlemini istediği zaman ayarlayabilir veya ince ayar yapabilir.

Örneğin, kurutma işlemini uzatmak için zamanlama kontrol cihazını 40 dakikaya çıkarmak manuel olarak kullanıcının elindedir.

Resimdeki açık çevrim blok şemasını göz önünde bulundurun.

Açık Çevrim Kurutma Sistemi

Daha sonra, geri besleme sistemi olmayan olarak da adlandırılan bir Açık çevrim sistemi, çıkışın giriş sinyalinin kontrol eylemini etkilemediği  sürekli kontrol sistemi türüdür. Başka bir deyişle, bir açık çevri m kontrol sisteminde, çıktı, girdi ile karşılaştırmak için ne ölçülür ne de “geri beslenir”.

Bu nedenle, bir açık çevrim sisteminin nihai sonucu ne olursa olsun giriş komutunu veya ayar noktasını güvenle takip etmesi beklenir.

Ayrıca, bir açık çevrim sistemi çıkış koşulu hakkında hiçbir bilgiye sahip değildir, bu nedenle önceden ayarlanan değerin kayması durumunda oluşabilecek hataları kendiliğinden düzeltemez, bu önceden ayarlanan değerden büyük sapmalarla sonuçlanır.

Açık çevrim sistemlerinin bir başka dezavantajı, rahatsızlıkları veya koşullardaki değişiklikleri, istenen görevi tamamlama yeteneğini azaltabilecek şekilde donatılmalarıdır.

Örneğin, kurutucu kapısı açılır ve ısı kaybolur. Zamanlama kontrol cihazı 30 dakika boyunca bu duruma bakmaksızın devam eder, ancak kurutma işleminin sonunda çamaşırlar ısıtılmaz veya kurutulmaz.Bunun nedeni, sabit bir sıcaklığı korumak için geri beslenen hiçbir bilgi bulunmamasıdır.

Daha sonra açık çevrim sistem hatalarının kurutma işlemini bozabileceğini ve bu nedenle bir kullanıcının (operatörün) denetleyici dikkatini gerektirdiğini görebiliriz.Bu öngörülen kontrol yaklaşımındaki sorun, kullanıcının işlem sıcaklığına sık sık bakması ve kurutma işlemi kıyafetleri kurutmada istenen değerinden saptığında herhangi bir düzeltici kontrol işlemi yapması gerektiğidir.

Bir hata oluşmadan önce tepki veren bu tür manuel açık çevrim kontrolü, İleri Besleme Kontrolü olarak adlandırılır. Tahmini kontrol olarak da bilinen ileri besleme kontrolünün amacı, herhangi bir potansiyel açık çevrim bozukluğunu ölçmek veya tahmin etmek ve kontrol edilen değişken orijinal ayar noktasından çok uzaklaşmadan önce manuel olarak telafi etmektir.

Dolayısıyla yukarıdaki basit örneğimizde, kurutucular kapısı açık olsaydı, kurutma işleminin devam etmesine izin verecek şekilde algılanır ve kapatılırdı. 

Doğru uygulanırsa, kullanıcı hata durumuna çok hızlı yanıt verirse (kapı açık) 30 dakika sonunda ıslak giysilerden kuru elbiselere sapma minimum düzeyde olur.Bununla birlikte, bu ileri besleme yaklaşımı, sistem değişirse, örneğin kurutma sıcaklığındaki düşüşün 30 dakikalık işlem sırasında farkedilmemesi durumunda tam olarak doğru olmayabilir. 

Biz bir “Açık çevrim sistemi” için temel özellikleri şöyle tanımlayabiliriz: Gerçek ve istenen değerler arasında karşılaştırma yoktur.Bir açık çevrim sistemi, çıktı değeri üzerinde kendi kendini düzenleme ya da kontrol eylemine sahip değildir.

Her giriş ayarı denetleyici için sabit bir çalışma konumu belirler.Dış koşullardaki değişiklikler veya etkenler doğrudan çıkış değişikliğine neden olmaz (kontrol cihazı ayarı manuel olarak değiştirilmediği sürece). 

Herhangi bir açık çevrim sistemi, seri olarak çoklu basamaklandırılmış bloklar veya bir giriş ve çıkışa sahip tek bir blok diyagram olarak gösterilebilir.

Bir açık çevrim sisteminin blok şeması girdiden çıktıya giden sinyal yolunun geri besleme döngüsü olmayan doğrusal bir yolu temsil ettiğini ve herhangi bir kontrol sistemi türü için giriş θi ve çıkış θo olarak verildiğini gösterir. 

Genel olarak, gerçek transfer fonksiyonunu hesaplamak için açık çevrim blok diyagramını değiştirmek zorunda değiliz. Her blok diyagramından uygun ilişkileri veya denklemleri yazabilir ve daha sonra gösterilen son denklem fonksiyonunu bu denklemlerden hesaplayabiliriz.

Açık Çevrim Kontrol Sistemi

Bu nedenle, her bloğun Transfer İşlevi:

G1 =  θ1 / θi   G2= θ2/ θ1   G3= θo/ θ2

Genel transfer fonksiyonu şöyle verilir:

G1 x G2 x G3 = θo / θi

Daha sonra Açık Çevrim Kazanç basitçe:

Gain-Kazanç : θo(s) / θi(s)

G, sistemin veya alt sistemin Transfer Fonksiyonunu temsil ettiğinde, şu şekilde yeniden yazılabilir:

G (s) = θ o (s) / θi (s)

Açık çevrim kontrol sistemleri genellikle “ON-OFF” sinyalleri ile olayların sıralanmasını gerektiren süreçlerde kullanılır.

Örneğin, suyun “AÇIK” ve ardından dolu olduğunda “KAPALI” olması ve ardından ısıtıcı elemanın suyu ısıtmak için “AÇIK” ve ardından uygun bir sıcaklıkta “KAPALI” olarak ayarlanması gereken çamaşır makineleri, ve bunun gibi.

Bu tip “ON-OFF” açık çevrim kontrolü, yükteki değişikliklerin yavaşça gerçekleştiği ve işlemin çok yavaş olduğu sistemler için uygundur, bu da bir operatör tarafından kontrol işleminde nadiren değişiklik yapılmasını gerektirir.

Açık Çevrim Kontrol Sistemleri Özeti

Bir sistemin çıkışında istenen etkiyi elde etmek için bir kontrol cihazının girişlerini değiştirebileceğini gördük.

Çıkışın, giriş sinyalinin kontrol hareketi üzerinde hiçbir etkisi veya etkisi olmadığı bir kontrol sistemine Açık Devir sistemi denir.

Bir “açık çevrim sistemi”, çıkış sinyali veya koşulunun ölçülmemiş veya giriş sinyali veya sistem ayar noktasıyla karşılaştırmak için “geri beslenmemesi” ile tanımlanır.

Bu nedenle, açık çevrim sistemler genellikle “Geri besleme olmayan sistemler” olarak adlandırılır.

Ayrıca, bir açık çevrim sistemi, istenen çıktının elde edilip edilmediğini belirlemek için geribildirimi kullanmadığından, girişin istenen hedefinin başarılı olduğunu varsayar.

Açık Çevrim Motor Kontrolü

Örneğin, DC motor kontrol cihazını gösterildiği gibi kabul edin.Motorun dönme hızı, potansiyometre tarafından amplifikatöre (kontrolör) sağlanan gerilime bağlı olacaktır. Giriş voltajının değeri, potansiyometrenin konumu ile orantılı olabilir.

Potansiyometre direncin en üstüne çıkarsa, maksimum pozitif voltaj, amplifikatöre tam hızı temsil eden maksimum voltaj sağlanacaktır.Benzer şekilde, potansiyometre direncin tabanına hareket ettirilirse, çok yavaş bir hız veya durdurmayı temsil eden sıfır voltaj sağlanacaktır.

Ardından, potansiyometre sürgüsünün konumu, DC motorunu (proses) sistemin çıkışını temsil eden N çıkışını temsil eden ayarlanmış bir hızda çalıştırmak için amplifikatör (kontrolör) tarafından yükseltilen ,i girişini temsil eder.

Motor, potansiyometrenin konumu ile belirlenen sabit bir hızda dönmeye devam edecektir. Girişten çıkışa giden sinyal yolu herhangi bir döngünün parçasını oluşturmayan doğrudan bir yol olduğu için, sistemin genel kazancı, potansiyometre, yükseltici, motor ve yükten elde edilen bireysel kazancın kademeli değerleri olacaktır.

Motorun çıkış hızının potansiyometrenin konumu ile aynı olması ve sistemin genel birliğini bir bütün olarak vermesi istenilir.Bununla birlikte, potansiyometre, amplifikatör ve motorun bireysel kazanımları, besleme voltajı veya sıcaklığındaki değişikliklerle zaman içinde değişebilir veya motor yükü, açık çevrim motor kontrol sistemine harici rahatsızlıkları temsil eden artış gösterebilir.

Ancak kullanıcı sonunda sistem performansındaki değişimin (motor hızındaki değişiklik) farkına varır ve orijinal veya istenen hızı korumak için potansiyometre giriş sinyalini artırarak veya azaltarak düzeltebilir.Bu “açık devre motor kontrolü” tipinin avantajları, iyi tanımlanmış sistemlerde kullanım için ideal kılan uygulamanın ucuz ve basit olmasının, girdi ve çıktı arasındaki ilişki doğrudan olduğu ve herhangi bir dış rahatsızlıktan etkilenmediğidir.

Maalesef, bu tür bir açık çevrim sistemi yetersizdir çünkü sistemdeki değişiklikler veya bozukluklar motorun hızını etkiler.Ki burada başka bir kontrol şekli gereklidir. Elektronik Sistemler ile ilgili bir sonraki derste, bazı kontrol sinyallerini girişe geri besleme etkisine bakacağız, böylece sistem kontrolü gerçek ve istenen değerler arasındaki farka dayanır.

Bu tip elektronik kontrol sistemine Kapalı Çevrim Kontrolü denir ve bir sonraki konumuzda bu olacaktır.

AÇIK ÇEVRİM KONTROL SİSTEMİ NEDİR SONUÇ : 

Bugün Açık Çevrim Kontrol Sistemi blok şeması , örnekleri vb. hakkında bir yazıyı sizlerle paylaştık.Umuyorum faydalı bilgiler edinmişsinizdir.Elektrik elektronik ile ilgili yazılarımıza hız kesmeden devam ediyoruz.

İyi Çalışmalar