نظرية التحكم: الفرق بين النسختين

[نسخة منشورة][نسخة منشورة]
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
لا ملخص تعديل
أنواع نظم التحكم الآلي - إضافة الصور والتعليقات
سطر 3:
في [[هندسة تطبيقية|الهندسة]] و[[رياضيات|الرياضيات]]، '''نظرية التحكم''' (أو '''نظرية الضبط''') {{إنج|control theory}} هي النظرية التي تتعامل مع سلوك [[نظام ديناميكي|الأنظمة الديناميكية]]. الخرج المطلوب المفضل للنظام يدعى ''المرجع'' ''reference''. عندما تكون هناك حاجة لواحد أو أكثر من متغيرات الخرج للنظام أن يتبع مرجعا معينا مع الزمن، يقوم [[متحكم]] بمعالجة قيم الدخل للنظام للحصول على التأثير المطلوب على خرج النظام.
 
== أنواع أنظمةنظم التحكم الآلي ==
يمكن تقسيم نظم التحكم الآلي حسب شكل العقدة (الدائرة) إلى أنظمة تحكم مفتوحة العقدة (بالإنجليزية: open-loop control systems) وأنظمة تحكم مغلقة العقدة (بالإنجليزية: closed-loop control systems)[[ملف:نظام تحكم مفتوح.png|بديل=الغلاية الكهربية كمثال لنظام تحكم مفتوح. في هذا النظام يكون المتحكم هو الغلاية، ودخل النظام هو قيمة العداد الزمني. أما الخرج فهو الفعل (تسخين أو عدم التسخين). ودرجة حرارة الماء هي المتغير الذي يتم التحكم فيه.|تصغير|
الغلاية الكهربية كمثال لنظام تحكم مفتوح. في هذا النظام يكون المتحكم هو الغلاية، ودخل النظام هو قيمة العداد الزمني. أما الخرج فهو الفعل (تسخين أو  عدم التسخين). ودرجة حرارة الماء هي المتغير الذي يتم التحكم فيه.
]]
 
=== أنظمةنظم التحكم المفتوحة ===
في نظم التحكم المفتوحة، يعمل المتحكم بشكل مستقل عن الخرج. وكمثال على ذلك، يمكننا أن نفترض غلاية كهربية تعمل فقط تحت تأثير عداد الزمن (بالإنجليزية: timer). في هذا النظام، تقوم الغلاية بتسخين النظام طالما لم يصل العداد إلى نهاية الزمن. وبالتالي يكون الدخل لهذا المتحكم هو مخرج العداد، والخرج للمتحكم هنا هو درجة حرارة الماء. تستمر الغلاية في التسخين حتى ولو وصلت درجة حرارة الماء إلى الغليان، طالما العداد لم يصل إلى نهايته. الشكل الموضح أدناه يوضح الغلاية الكهربية كمثال لنظام مفتوح:
 
[[ملف:نظام تحكم مغلق.png|تصغير|
[[ملف:نظام تحكم مفتوح.png]]
{|
 
|+
|الغلاية المعدلة كمثال لنظام تحكم مغلق. في هذا الحالةالنظام فإنيكون الدخل للمتحكم (الغلاية)المتحكم هو الفرقالغلاية، بينودخل القيمةالنظام المرجعيةهو وقيمةقيمة التغذية المرتدة، وهو ما يسمى العداد بالخطأالزمني. والخرجأما هناالخرج هو عملفهو الغلايةالفعل (تسخين أو  عدم تسخينالتسخين) ويعتمد على قيمة الخطأ ونوع المتحكم. ودرجة حرارة الماء هوهي المتغير الذي يتم التحكم فيه ويتم قياسه من خلال وصلة التغذية المرتدة.
 
|-
=== أنظمةنظم التحكم المغلقة ===
|}
في نظم التحكم المغلقة، يعتمد عمل التحكم على الخرج. وكمثال على ذلك، يمكننا أن نفترض أن الغلاية الكهربية التي قمنا بعرضها أعلاه تم تعديلها بحيث تحتوي على ثرموستات يراقب درجة الحرارة، وعندما تصل درجة حرارة الماء إلى الغليان، تقوم الغلاية بفصل نفسها أوتوماتيكيا، حتى ولو لم يصل العداد إلى نهايته. في هذه الحالة فإن الدخل للمتحكم هو الفرق بين درجة الحرارة المطلوبة (وتسمى Set Point) ودرجة الحرارة الحالية (وتسمى التغذية المرجعية Feedback). الفرق بين القيمتين يسمى الخطأ (error)، وهدف المتحكم هو محاولة تخفيض الخطأ لأقصى درجة. الشكل أدناه يوضح مثال الغلاية المعدلة كنظام تحكم مغلق:
]]
 
[[ملف:نظام تحكم مغلق.png|تصغير|]]
 
في هذه الحالة فإن الدخل للمتحكم (الغلاية) هو الفرق بين القيمة المرجعية وقيمة التغذية المرتدة، وهو ما يسمى  بالخطأ. والخرج هنا هو عمل الغلاية (تسخين أو عدم تسخين) ويعتمد على قيمة الخطأ ونوع المتحكم. ودرجة حرارة الماء هو المتغير الذي يتم التحكم فيه ويتم قياسه من خلال وصلة التغذية المرتدة.
 
=== أنظمة التحكم المغلقة ===
في نظم التحكم المغلقة، يعتمد عمل التحكم على الخرج. وكمثال على ذلك، يمكننا أن نفترض أن الغلاية الكهربية التي قمنا بعرضها أعلاه تم تعديلها بحيث تحتوي على ثرموستات يراقب درجة الحرارة، وعندما تصل درجة حرارة الماء إلى الغليان، تقوم الغلاية بفصل نفسها أوتوماتيكيا، حتى ولو لم يصل العداد إلى نهايته. في هذه الحالة فإن الدخل للمتحكم هو الفرق بين درجة الحرارة المطلوبة (وتسمى Set Point) ودرجة الحرارة الحالية (وتسمى التغذية المرجعية Feedback). الفرق بين القيمتين يسمى الخطأ (error)، وهدف المتحكم هو محاولة تخفيض الخطأ لأقصى درجة.
 
== متحكمات التناسب والتكامل والتفاضل - PID ==