أنواع أنظمة التحكم الآلي
يمكن تصنيف أنظمة التحكم الآلي بشكل فعال كما يلي:
نظام الحلقة المفتوحة
يعتبر نظام الحلقة المفتوحة نظامًا يتحكم فيه بشكل مستقل تمامًا عن المخرجات. في هذا النظام، لا تخضع المخرجات لأي تصحيح أوتوماتيكي؛ إذ تعتمد جودة المخرجات بشكل أساسي على دقة واستقرار النظام نفسه.
نظام الحلقة المغلقة
يتميز نظام الحلقة المغلقة بكونه يعتمد على المخرجات لتحديد استمرار التشغيل. في هذا النظام، لا تُعتمد المخرجات فقط على المدخلات، بل أيضًا على حالة المخرجات ذاتها. وبالتالي، يعتبر هذا النظام أكثر ذكاءً وتعقيداً مقارنةً بنظام الحلقة المفتوحة.
النظام الآلي الخطي
هذا النظام هو نوع من أنظمة التحكم حيث تتغير المخرجات بشكل خطي مع المدخلات. يُحقق النظام الخاصية التراكمية والتجانس، مما يعزز كفاءته في التحكم.
النظام الآلي غير الخطي
يتسم النظام غير الخطي بتغير المخرجات بطريقة غير خطية مع المدخلات، حيث لا يُحقق خاصيتي التراكب أو التجانس، وقد تُظهر هذه الأنظمة تذبذبات ذات ترددات ثابتة.
النظام الثابت بالنسبة للوقت
هذا النظام مستقل عن الوقت الذي يتم فيه بدء العملية. يحقق النظام نفس حالة المخرجات مع مرور الوقت، مع الحفاظ على نفس الحالة الابتدائية. على سبيل المثال، تعمل مضخة المياه على ضخ الماء بنفس القوة خلال فترة تشغيلها.
النظام المتغير بالنسبة للوقت
يمثل هذا النظام أنظمة تتغير طبيعتها مع مرور الوقت. على سبيل المثال، عند احتراق الصاروخ لكمية كبيرة من الوقود، تنخفض كتلته بسرعة خلال فترات زمنية قصيرة.
مميزات أنظمة التحكم الآلي
يمكن تلخيص مميزات أنظمة التحكم الآلي كما يلي:
مميزات نظام الحلقة المفتوحة
تشمل مميزات هذا النظام:
- سهولة التصميم والتركيب.
- تكلفة منخفضة واقتصادية.
- سهولة الصيانة والإصلاح.
- استقرار أكبر لعدم وجود تغذية راجعة.
مميزات نظام الحلقة المغلقة
تشمل مميزات هذا النظام:
- لا يحتاج إلى متابعة أو مراقبة، لأنه يقوم بتصحيح المخرجات تلقائيًا.
- يوفر دقة عالية.
- نطاق واسع من الاستخدام.
- أقل تأثرًا بالضوضاء.
- يدعم الأتمتة بشكل فعال.
سلبيات أنظمة التحكم الآلي
من الممكن استعراض سلبيات أنظمة التحكم الآلي على النحو التالي:
سلبيات نظام الحلقة المفتوحة
تشمل سلبيات هذا النظام:
- عرضة للتشويش من الداخل والخارج.
- يحتاج إلى معايرة دورية يدوية.
سلبيات نظام الحلقة المغلقة
تشمل سلبيات هذا النظام:
- زيادة التعقيد في التصميم والتركيب.
- ارتفاع التكلفة.
- يتطلب صيانة مستمرة.
- قد يواجه مشاكل في الاستقرار.
أمثلة على أنظمة التحكم الآلي
يمكن استعراض بعض الأمثلة على أنظمة التحكم الآلي كما يلي:
أمثلة على نظام الحلقة المفتوحة
وفيما يلي بعض الأمثلة:
- نظام إشارات المرور
تشكل المدخلات هنا إشارات كهربائية وعداد زمني، حيث تضيء إحدى الإشارات باللون الأحمر لفترة معينة ثم تنطفئ وتضيء الإشارة الأخرى باللون الأخضر، بينما تتابع المخرجات إضاءة الإشارات في فترات زمنية مبرمجة، دون اعتبار لحالة حركة المرور.
- مجفف اليد الإلكتروني
يستمر جبيد الهواء الساخن (المخرجات) طالما أن اليد تحت الجهاز (المدخلات)، بغض النظر عن مدى جفاف اليدين.
أمثلة على نظام الحلقة المغلقة
مثال جيد على نظام الحلقة المغلقة هو مثبت السرعة في المركبات. فعندما تواجه السيارة عوامل خارجية مثل التضاريس (التلال والوديان)، يتم تعديل مخرج المحرك لضمان عدم تجاوز السرعة المحددة.