제어 시스템의 기본 사항은 자신이 생각하는 것입니다. 시스템을 제어하기 위해 개발 된 시스템입니다. 아마도 그것을 두는 더 좋은 방법은 시스템 디자인을 무언가의 행동을 제어하는 것입니다. “통제 시스템”이라는 용어는 모호하고 우리 중 많은 사람들이 우리의 관심을 가질 때까지 우리 중 많은 사람들이 너무 많이 생각하지 않거나 로봇 전기자를 그 자체로 충돌시키고 소름 끼치는 행사가 어떻게 허용되는지를 조사합니다. 일어난 일. 일반적 으로이 조사 중에 우리의 내부 대화 상자에는 다음과 같은 것 같은 루프를 가지고 있습니다. “왜 지옥이 시스템이 그것을 자기 파괴적인 방식으로 조작 할 수있게 해줍니다!!”
내가 발견 한 것은 내 자신의 무지 였고, 적절한 통제 시스템을 구현하지 않았습니다. 하나는 내가 어떤 통제 시스템을 고려하지 않았다고 주장하는 사례를 만들 수 있습니다. 나는 너무 깊고 너무 빠르게 (익숙한 소리)로 뛰어 들었고 회전 팔을 다른 부분으로 충돌하는 가격을 지불했습니다. 운 좋게도, 친구가 나를 위해 팔을 수리하고, 벽에 큰 네온 사인을 지적하고 “당신은 이것을 무시할 수 없다”고 말했다. 그는 사인 아래에 매달려있는 체인을 당기기 위해 걸어 갔고, 고전압은 튜브의 가스를 진압하게 튜브의 가스를 지금 불가피하게 겉보기 낱말 : 제어 시스템으로 밝혀졌습니다.
통제 시스템의 증거
출처 : Globe Rove.
우리 주변의 통제 시스템의 증거가 있으며, 우리는 그 모든 생각을하지 않고 하루 종일 사용합니다. 나는 밤의 한밤중에 일어나, 나는 물 한 잔을 좀비처럼 좀비처럼 섞어서 뻗은 팔로 찬장을 거래하는 것을 결코 놓치지 않는다. 나는 어떤 문제 없이도 적당한 거리를 캐비닛에 열고 다른 손으로 유리를 파악합니다. 나는 이들을 적극적으로 초점을 맞추지 않고이 일을하지만 그럼에도 불구하고 이것은 통제 시스템입니다. 나는 그것이 찬장에서 그것을 얻을 때 그것이 내 손에 걸릴 때까지 유리를 쥐어 짜지 않는다. 나는 또한 수도꼭지에서 물을 켜고, 유리를 채우고, 물을 꺼내고 젖은 유일한 물건은 유리의 내부 또는 물 수도꼭지 아래의 싱크대가 아닌 유리의 내부입니다. 이것은 물 한 잔을 향해 일하는 수많은 복잡한 제어 시스템의 예입니다.
로켓이 점화하고 위성을 지구의 궤도로 인해 엘리베이터가 우리를 원하는 바닥으로 전달하고, 제어 시스템은 모든 곳에 있습니다. 그들은 영원히 그리고 우리의 줄기 조상들의 일부에서 볼 수 있기 때문에 주변에 있었기 때문에 많은 주목할만한 일을 많이합니다.
300 B.C. 그리스의 수학자와 창조주 Ktesibios는 출력으로 입력 및 시간으로 제어 시스템을 사용하는 물 시계를 만듭니다. 물과 시간 사이의 모든 것이 제어 시스템입니다.
1809 년에 이전 풍차 디자인을 향상시키는 William Cubitt는 풍속과 카운터 웨이트로 조정 된 자동 셔터로 풍차 돛을 만들었습니다. 이것은 제어 시스템입니다. 바람은 입력 및 일정한 회전 에너지가 출력입니다.
출처 : Shipley Windmill.
입력 및 출력에서 ”물을 출력하는 경우”물 사이의 모든 것 “에서 기존 시스템과 포인트를 관찰하기 위해 제어 시스템이 어떻게 작동하거나 개발되었지만 우리가 거기에 도착하는지 토론하지는 않습니다. 이러한 발명품은 상당히 복잡한 수학을 필요로하며 이후의 짧은 기사에서 우리는 이해의 기반을 누워 있습니다. 우리는 자연의 통제 시스템과 몇 가지 인공 제어 시스템의 몇 가지 예를 살펴 보았습니다. 나는 통제 시스템의 무지를 공유하고 물 한 잔을 채울 수 있다고 말함으로써 자신을 구속하려고 노력했습니다.
우리는 또한 일부 블록 다이어그램을 살펴볼 것입니다. 어떤 시점에서 우리는 결코 다시보고 싶지 않은 수학을 만날 수있는 몇 가지 수학을 만날 것입니다. 다행스럽게도 우리 가이 끔찍한 수학을 볼 때 우리가 할 수있는 첫 번째 것은 거기에서 지옥을 얻을 계획을 고안합니다. 일단 우리가 안전하게 해를 끼치 지 않으면 우리는 몇 가지 간단한 작업을 돌볼 것입니다. 나는 미적분과 미분 방정식 대신에 약간의 대수학을 할 것입니다. 이제 나와 함께, 진짜 재미가 시작된 후에 친구들, 친구가 시작됩니다.
블록 다이어그램
우리의 목적을 위해 단일 입력, 단일 출력 (SISO) 제어 시스템의 지나치게 발생 된 버전을 작성했습니다. 블록 다이어그램은 제어 시스템입니다. 우리는 대수학으로 조작하고 원하는 출력을 얻기 위해 필요에 따라 새로운 구성 요소를 도입 할 수 있습니다. 그러나 이러한 일반 레이블을 시스템 요소를 더 잘 설명하는 레이블로 빠르게 교체 할 것입니다. 또한 “제어 시스템”블록을 시스템을 구성하는 여러 블록으로 끊을 것입니다. 이 다이어그램을 자녀에게 제공 할 수있는 높은 수준의 설명으로 생각할 수 있으며, “물을 타임 아웃, 모든 것이 제어 시스템”을 기억하십시오. 다음 비트는 각 블록의 수학적 구성 요소를 꽤 아직 봅니다.
우리가 hypot에 대한 특정 제어 시스템의 예를 생성 할 수 있습니다.유쾌한 디자인을 원합니다. 큰 위성 접시는 어때? 좋은, 그 일. 그래서 우리는 기어드 모터가 회전하는 큰 위성 접시를 가지고 있습니다. 식기의 원하는 위치는 원하는 출력을 달성하기 위해 필요한 움직임의 크기와 방향을 식별하는 데 사용되는 포텐쇼 미터로 입력됩니다. 또한 고려해야 할 모터 자체, 우리가 움직이는 하중 (대형 위성 접시) 및 그렇게 해야하는 기어링입니다. 이 시스템의 출력은 (기다릴 때까지), 피드백이라는 것으로 입력 한 것으로 입력해야합니다. 피드백 경로는 접시가 회전하여 조정 된 제 2 전위차계를 포함하고 입력과의 합산 접합으로 들어갑니다.
이제 우리는이 시스템에서 우리가가는 것에 대한 훨씬 더 포괄적 인 설명을 나타내는 새로운 블록 다이어그램을 그릴 수 있습니다.
우리는 기능 블록과 시스템의 기본 흐름을 논의했습니다. 위의 다이어그램에서 파란색으로 표시되는 신호를 살펴 보겠습니다. 초기 각도 입력은 전위차계 (입력 트랜스 듀서)가 전압으로 변환하는 각도입니다. 합산 접합부에서 두 개의 신호가 들어오는 두 개의 신호가 있고, 두 개가 들어오는 것은 출력에 비례하는 입력 및 전압에 비례하는 전압입니다. 입력 신호의 극성 표시를 알면 입력이 오류 신호를 초래하는 출력을 뺀 값을 갖습니다. 각도 출력은 사실 접시가 가리키는 방향에 해당하는 각도입니다. 우리의 제어 시스템에서 각도를 사용하기 위해 구매시, 최상의 (출력 변환기)의 전위차계는 합산 접합부로 전송되는 전압으로 그 각도를 변환합니다. 그 접합은 사용자 제어를 비교하고 실제 위치가 일치 할 때까지 조치가 취해 지는지 확인합니다.
시스템 수정
시스템의 동작이 오류 신호를 0으로 구동하는 것이라는 것을 알고 있으면 시스템의 출력을 측정하는 두 가지 방법이 있습니다. 일시적인 반응 및 안정한 상태 오류는 제어 시스템의 결과를 평가하고 그에 따라 수정하기 위해 측정 될 수 있습니다.
과도 반응은 시스템의 변화에 대한 신호의 반응이며, 이는 단계적 반응 플롯에서 오른쪽으로 볼 수 있습니다. 사용 된 댐핑 비율의 유형으로 분류 할 수있는 3 가지 유형의 과도 현능이 있습니다 : 과도하게 감쇠하고, 흡착 된, 비판적으로 댐핑됩니다. 목표는 가능한 한 비판적으로 감쇠하는 것과 가까운 반응입니다.
우리는 지하실에서 1 층으로가는 엘리베이터의 표현으로서의 플롯 반응을 보면 일시적인 상태와 안정된 상태 오류의 중요성을 상상할 수 있습니다. 흡착 된 진동은 분명히 문제가 될 수 있으며 과속 엘리베이터가 바닥을 오버 슛하고 반대 방향으로 반대 방향으로 과수해하는 방식으로 불안한 위를 일으킬 수 있습니다. 지나친 엘리베이터는 매우 매끄러운 방식으로 우리를 데려 올 것입니다. 비판적으로 감쇠 된 반응은 빨간색으로 표시되고 진동이없는 가장 빠른 침전 신호로 정의됩니다.
로봇 팔에 관해서 나는 왜 이것이 가능했는지 추락하고 궁금해했는지, 우리는 단계 반응 플롯에서 그 질문에 대한 하나의 답변을 볼 수 있습니다. 저축 된 시스템을 제어하고있는 시스템을 제어 할 수 있으며, 플롯의 파란색 선에 의해 보이는 발진의 첫 번째 절반주기의 오버 슛으로 추락 할 수 있습니다.
대화 형 안테나 시뮬레이션 (이득 제어)
이 예에서는 안정된 상태 오류가 도입되지 않습니다. 엘리베이터 시나리오의 안정적인 상태 오류는 엘리베이터 도어가 바닥 1과 2 사이의 어딘가에 열리게하는 것을 초래할 수있게 해주는 경우는 우리가 바닥 1에서 열리도록 컨트롤러를 변경하여 안정적인 상태 오류를 처리하는 경우가있었습니다.
왼쪽에있는 안테나 시뮬레이션 스크린 샷을 클릭하면 새 탭의 대화 형 시뮬레이터로 이동합니다 (플래시가 필요함). 획득 값을 사용하여 출력 응답을 어떻게 변경하는지 확인할 수 있습니다. 힌트 : 새 시뮬레이션을 시작하려면 되감기 버튼을 누르면됩니다.
전송 기능
전송 기능은 시스템 획득과의 개념과 유사하며 입력 할 출력의 비율로 정의됩니다. 우리는 S-Domain의 사용을 의미하는 것처럼 제어 시스템을 참조하여 획득하는 대신에 획득하는 대신 용어 전송 기능을 사용합니다 (나는 “S-domain”이란 무엇인지를 도입하지 못했지만 이제는 이것을 무시할 수 있음을 깨닫지 못했습니다. 그것은 시스템으로부터 원하는 반응을 얻기 위해 별도의 기사에서 설명 될 것입니다.
우리가 그려진 블록 다이어그램에는 제어 시스템에 대한 많은 정보가 포함되어 있으며, 부족한 주요 일은 시스템을 모델링하는 데 필요한 수학입니다. 전송 함수는 수학이 발견 될 수 있고 우리 시스템에서 컨트롤러 (수학)와 공장 (수학)의 조합이있는 곳입니다.
컨트롤러 및 공장
컨트롤러에는 신호 및 대형 모터를 구동하는 전력의 수학적 모델이 포함됩니다. 이 공장에는 실제 WO에서 쉽게 이용할 수있는 모터 사양을 나타내는 수학적 모델이 포함되어 있습니다.rld 상황과 모터의 RPM과 같은 일들과 같은 것들과 모터의 저항과 같은 것들을 포함합니다. 또한 모터와 위성 사이의 기어 비율에 대한 정보가 필요합니다 (이것은 기계적 증폭기입니다). 모터는 작동 중에 기계적 부하를 가질 것이며, 우리는 이와 동일한 기계적 부하 방정식으로이를 예측할 수 있습니다 :로드의 상당 점성 댐핑 및 등가 부하 관성. 이 소개의 수학이 적은 테마를 유지하면서 우리는 이제 수학적으로 의미하는 것을 건너 뛸 것입니다.
마지막 생각들
이 짧은 기사의 의도는 통제 시스템이 어떤 조명을 밝히는 것입니다. 나는 통제 시스템이 사소한 미지분 (내 잼이었던 것에 사용 된)에서 야생 추측을 취하는 것이 아니라 복잡한 시스템에서 사용할 변수의 일부를 계산할 수 있다는 점에서 흥미롭고 흥미로운 것입니다.
우리는 해커와 엔지니어가 나머지 인구와 마찬가지로 곡선을 배우고 다른 모든 사람들과 마찬가지로 곡선을 배우면서 우리는 우리 자신의 디자인을 개선 할 수있는 능력에서 고원에 도달합니다. 나는 통제 시스템에 대한 기본적인 이해가 우리 중 많은 사람들 이이 슬럼프를 통해 얻을 수 있도록 도울 수 있다고 생각합니다. 나는 당신을 똑같은 호의를 베풀 었습니다. 내 친구가 내 눈을 지키는 것에 대해 내 눈을 뜨고 시스템에서 무슨 일을하는지 평가하는 방법에 대해서, 우리 모두 시스템을 개발하는 데 조금 더 나아질 것입니다. 그 길.
다음에 무엇을 기대해야 할 것입니다
그외의 제어판에서 우리는 시간 영역의 전기 시스템의 몇 가지 예를 살펴볼 것입니다. 우리는 S-Domain에서의 전송 함수에 대해 이야기 할 것입니다. 왜 S-Domain이 필요한 이유와 시간 도메인에서 S-Domain (및 뒷면)으로 이동하는 데 필요한 것입니다. 그것은 수학을 말하지 않고 수학을 말하는 두 가지 문장입니다. 다음 번에 보자!