kontrol sistemleri

Kontrol, elimizde bulunan sistemin çıkışının ölçülmesini ve bu ölçüm sonucunda istenilen çıkışı elde edebilmemiz için sisteme yapılan uyarlama işlemine kontrol denir.

Sistemin çıkışını kontrol ederek, kontrol işleminin başarılı bir şekilde gerçekleştirildiği sistemlere kontrol sistemi denir. Kontrol sistemi kavramına giriş ve çıkış ilişkisi açısından bakıldığı taktirde iki türde sınıflandırma yapılır.

Açık Çevrim Kontrol Sistemleri (Open Loop)

Eğer sistemin çıkışı, girişi doğrudan bir şekilde etkilemiyorsa bu sistem açık çevrim kontrol sistemlerine örnektir. Açık döngü kontrol sisteminin blok şemasını göz önünde bulunduracak olursak Sistem girişinin hemen arkasından uyarma birimi gelir uyarmada herhangi sorun ve değişiklik yoksa bağlantı sisteme devam eder. Sistemde istenilen kontrol yapılarak çıkışı elde ederiz.

Bu sisteme bir örnek verecek olursak herhangi bir su kuyusundan, su pompası yardımıyla belirlenen seviyede bir debi ile suyun akıtılması diyebiliriz. Örnek verdiğimiz bu sistemde verilen gerilim değerine göre sistem girişindeki elektrik motoru belirli bir devirde dönecektir. Burada giriş olarak nitelendirdiğimiz kavram gerilimdir. Çıkış olarak verilen örnek ise belirli bir debide akışkanlık gösteren sudur.

Başka bir örnek verecek olursak buzdolabı gayet yerinde bir seçim olur. Örnekteki bu sistemde giriş örneğimiz buzdolabının belirli bir soğukluk derecesinde kalmasını sağlayacak soğutma işlemidir. Çıkış örneği ise içerisinde bulunan gıdanın sıcaklığıdır. İlk verdiğimiz örnekte akan suyun debisini, ikinci örnekte ise gıdanın sıcaklık değerini ölçemeyiz. Bu tarz kontrol sistemleri ihtiyaca göre tasarlanmış olmalıdır.

Açık Çevrim

Açık Döngü Kontrol Sistemlerine Ait Bazı Örnekler

  • Otomatik çamaşır makinesi
  • Elektrik ampulü
  • Elektrikli el kurutma makinesi
  • Zamana dayalı ekmek kızartma makinesi
  • Ses sisteminin ses seviyesi
  • Tv uzaktan kumandası
  • Kurutucu
  • Bir pencerede gölgelikler veya panjurlar.
  • Step motor veya servo motor

Açık döngü kontrol sisteminin başlıca avantajları aşağıda listelenmiştir

  • Açık döngü sistemleri tasarımı çok basittir ve tasarımı kolaydır.
  • Bunlar, diğer kontrol sistemlerinden daha ucuzdur.
  • Açık döngü kontrol sisteminin bakımı çok basittir.
  • Bunlar bir süre için stabildir.
  • Bu tür sistemlerin kullanımı uygundur.

Kapalı Çevrim Kontrol Sistemleri (Closed Loop)

Eğer verilen sistemin çıkışı, girişi doğrudan veya dolaylı fark etmeksizin etki ediyorsa bu sistem kapalı çevrim kontrol sistemlerine örnektir. Kapalı çevrim kontrol sisteminin blok şemasına baktığımızda ise bizi karşılayacak giriş, hata, kontrolör, kontrol işareti, sistem, çıkış ve geri besleme elemanı terimlerine göz atalım.

Giriş: Herhangi bir kontrol sistemine baktığımızda sistemin çıkışına etki eden değişkenlerin hepsine giriş ismi verilir. Bu değişkenler kullanıcının ihtiyacına göre ayarlanabilen değişkenlerde olabilir. Giriş tiplerine baktığımızda iki tip farklı giriş vardır. Bunlardan birisi referans giriş diğer deyişle kontrol işareti. Referans giriş kontrol sisteminde kullanıcının istediği çıkışı belirleyecek etkidir. Diğer girişimiz ise bozucu etki diğer deyişle gürültüdür. Bozucu etki ise sistemin çıkışını kullanıcının istediğine tersi yönünde olumsuz yönde etkileyen iç ve dış sisteme bozucu etki gösteren girişlerdir.

Kapalı Çevrim Kontrol Sistemleri

Kontrolör: Kontrol sisteminde kullanıcının istediği referans çıkışını elde etmemiz için gerekli olan elemandır.

Sistem: Sistemi kontrol sistemleri aracılığıyla kontrol edilecek birimdir.

Geri Besleme Elemanı: Çıkış değerine ölçerek girişe uygulanması gereken değeri sağlayan birimdir.

Karşılaştırıcı: Çıkış işareti ile girişteki işareti karşılaştıran elemandır.

Çıkış: Kontrol sisteminin çıkışında bulunan işarettir.

Geri beslemeli kontrol sistemine örnek olarak oda sıcaklığının sabit tutulmasını sağlayacak bir yapı düşünebiliriz. Bu kontrol sisteminin yapısı negatif geri beslemelidir. Kullanıcının istediği referans sıcaklık ile ölçülen sıcaklık karşılaştırılır. Kontrolör aradaki ısı farkında göre ısıtıcıyı açık veya kapalı konuma getirir. Eğer aradaki sıcaklık farkı (-) ise ısıtıcı ortamı ısıtmaz, (+) ise ısıtıcı ortamı ısıtmaya devam eder. Kontrol sisteminin negatif geri beslemeli olduğunu belirtmiştik. Eğer ki pozitif geri beslemeli bir yapı kullansaydık, ısıtıcı devamlı olarak çalışarak ortamı ısıtma işlemine devam ederdi. Buda ortam sıcaklığı fiziksel koşullara göre ısınabildiği kadar ısınacağını gösterir. Bu durum kontrol sistemlerinde kararsız yapı olarak isimlendiriliyor.

Geri Beslemeli Kontrol Sistemlerinin Avantaj ve Dezavantajları

Geri beslemeli kontrol sistemlerinin avantajları şunlardır:

  • Sistem performansı, bozucu etkilere ve sistemdeki parametre değerlerinin değişimleri çok daha az duyarlıdır.
  • Sistemin geçici durumlardaki davranış süresini kısaltır. Bu sayede sistem daha hızlı tepki verir.
  • Kararsız yapıda olan bir kontrol sistemini olduğundan daha kararlı bir yapı haline getirebilir.

Geri beslemeli kontrol sistemlerinin avantajları ise:

  • Geri beslemeli kontrol sistemlerinin maliyetleri fazladır. Bunun sebebi geri beslemeli kontrol sistemlerinin algılayıcı bir sensör veya dönüştürücüye ihtiyaç duymasından kaynaklıdır.
  • Geri beslemeli kontrol sistemi tasarım konusunda daha zorlayıcıdır.

Geri Beslemeli Kontrol Sisteminden İstenenler Nelerdir?

Geri beslemeli kontrol sistemlerinden ilk ve kesin olarak istenen sistemlerin kararlı yapıda olmasıdır. Kararsız yapıda sistemler çok tercih edilmemektedir. Sistemin çıkışındaki referans işaretinin hata katsayısı olabildiğince düşük seviyede olmalıdır. Sistemin geçici durumdaki davranış sürelerinin mümkün olabildiğince kısa sürmesi gerekmektedir. Kontrol sisteminin, sistem parametrelerindeki değişikliğe veya bozucu etkilere karşı daha az duyarlı olması istenmektedir.

BİR CEVAP BIRAK

Please enter your comment!
Please enter your name here