sistema de circuito cerrado

Los bucles de retroalimentación se pueden utilizar para lograr consistencia y estabilidad del sistema y para producir la salida deseada de un sistema de control. La retroalimentación es solo una parte de la señal de salida. Este concepto se utiliza con mayor frecuencia y es importante en los sistemas de control para lograr la estabilidad de la salida. Según las conexiones de retroalimentación, los sistemas de control se clasifican en dos tipos. Son un sistema de control de circuito abierto y un sistema de control de circuito cerrado.

Sistema de retroalimentación de circuito cerrado

Un sistema de control con un circuito de retroalimentación se denomina “sistema de control de circuito cerrado”. En otras palabras, un sistema de control que utiliza señales de retroalimentación para generar salida se denomina “sistema de control de circuito cerrado”. En estos sistemas de control, las señales de retroalimentación de las entradas controlan las entradas y permiten la corrección de los errores que ocurren. Los sistemas de control de circuito cerrado son sistemas de flujo de señales bidireccionales.

La retroalimentación significa tomar una parte de la salida y conectarla a la entrada del sistema para mantener la estabilidad del sistema de control. Al proporcionar un circuito de retroalimentación, cualquier sistema de control de circuito abierto se puede transformar en un sistema de circuito cerrado. Un circuito de retroalimentación corrige automáticamente la señal de entrada según los requisitos de salida.

Al comparar la salida generada con el estado real, el sistema de circuito cerrado mantiene y logra la salida deseada. Si la salida generada difiere de la salida determinada (real), el sistema de control genera una señal de error que se envía a la entrada de señal.

Por lo tanto, agregar una señal de error a la entrada modifica la salida producida por el siguiente bucle. Por eso también se denominan sistemas de control automático. Los sistemas de circuito cerrado son menos susceptibles a perturbaciones externas.

de Diagrama de bloques El sistema de circuito cerrado se muestra a continuación.

Debido a que estos sistemas incluyen circuitos de retroalimentación, los sistemas de control de circuito cerrado también se denominan “sistemas de control de retroalimentación”. Al proporcionar retroalimentación a la señal de entrada, puede controlar con precisión la salida del sistema de control. Un sistema de control de circuito cerrado puede incluir múltiples circuitos de retroalimentación.

ejemplo

Utilizamos sistemas de control de circuito cerrado en muchas aplicaciones de la vida diaria. A continuación se muestran algunos de los sistemas diseñados basándose en el concepto de sistema de control de bucle abierto.

• Plancha eléctrica automática: el elemento calefactor se controla automáticamente según la temperatura de la plancha.
• Estabilizador de voltaje servo: proporciona estabilización de voltaje al devolver el voltaje de salida al sistema.
• Controlador de nivel de agua: el nivel de agua en el depósito determina el agua que ingresa al depósito.
• Aire acondicionado: los aires acondicionados ajustan automáticamente la temperatura según la temperatura ambiente.
• En los reguladores de velocidad del motor que utilizan un tacómetro o sensor de corriente, el sensor detecta la velocidad y envía retroalimentación al sistema para ajustar la velocidad.

Ejemplo práctico de sistema de retroalimentación.

Hay varias secadoras de ropa automáticas en el mercado, pero ¿alguien sabe que este es un ejemplo de un sistema de control de circuito cerrado? Un sistema de control automático o sistema de retroalimentación de circuito cerrado utiliza un transductor en el lado de entrada del sistema. la temperatura de la ropa en la secadora. A continuación se muestra el diagrama de bloques de una secadora de ropa eléctrica.

Un sensor de temperatura monitorea el estado de la ropa, ya sea seca o mojada, y lo compara con los criterios de entrada enviados. Si el estado de la prenda y la salida deseada no coinciden (son diferentes), el sistema genera una señal de error y la envía de regreso a la entrada.

El amplificador produce una salida amplificada de la señal al controlador, de modo que el controlador puede ajustar el elemento calefactor al nivel de salida deseado. Entonces, cuando la ropa está a punto de secarse, el controlador ajusta la temperatura a un valor lo suficientemente bajo para evitar quemar la ropa en la máquina o detiene el proceso de calentamiento del elemento calefactor.

Los sistemas de circuito cerrado pueden hacer frente a las perturbaciones de ruido externo (que provocan una disminución de la eficiencia del sistema) a través de señales de retroalimentación. Por ejemplo, cuando abres una secadora, pierde algo de calor y la temperatura interna del sistema baja.

Luego, un sensor de retroalimentación calcula la temperatura de la prenda y envía una señal de error al controlador. Por lo tanto, el controlador establece la temperatura requerida dentro del sistema. Estos son los pasos a seguir cuando ocurre un error en su secadora de ropa.

La señal de error se refiere a la diferencia entre la salida real y la salida generada, y esta señal de error se proporciona como una entrada al controlador para ajustar la salida del sistema. Cuando la señal de error es cero, sólo la entrada deseada es igual a la salida producida.

Tipos de sistemas de retroalimentación

Según la naturaleza de la señal de retroalimentación, los sistemas de control de circuito cerrado se clasifican en dos tipos.ellos son

1. señal de retroalimentación positiva
2. señal de retroalimentación negativa

1) Señal de retroalimentación positiva

Un sistema de circuito cerrado con una señal de retroalimentación positiva conectada a su entrada se denomina “sistema de retroalimentación positiva”. El diagrama de bloques del sistema de retroalimentación positiva se muestra a continuación. La retroalimentación positiva también se llama “retroalimentación regenerativa”.

ejemplo

El mejor ejemplo de un circuito de retroalimentación positiva en electrónica es el “amplificador operacional”. Se puede lograr un bucle de retroalimentación positiva conectando una parte del voltaje de salida a la entrada no inversora a través de un bucle de retroalimentación a través de una resistencia.

Conectar una señal de voltaje de entrada positiva al puerto no inversor de un amplificador operacional amplifica la señal de entrada y hace que la salida sea más positiva. Por lo tanto, parte de la salida está conectada a la entrada mediante un circuito de retroalimentación para producir un voltaje de salida alto y uniforme. Cuando se conecta un circuito de retroalimentación a la entrada, la salida se vuelve cada vez más positiva. En algún momento, la salida del amplificador operacional se satura.

De manera similar, si alimenta una señal de voltaje de entrada negativa Vin a un amplificador operacional, la salida será negativa. Un circuito de retroalimentación conectado a la entrada fortalece la señal amplificada para convertirla en una señal más negativa. Esto significa que la señal de retroalimentación en un sistema de retroalimentación positiva mejora las propiedades de la señal de salida.

La función de transferencia para un sistema de ganancia de bucle positivo es A – V = G / (1-GH). Cuando GH = 1, la ganancia del sistema es infinita, por lo que el sistema oscila automáticamente incluso si no hay ninguna entrada conectada. En este estado, el sistema se comporta como un oscilador.

Los sistemas de retroalimentación positiva se utilizan para obtener respuestas de conmutación rápidas a señales de entrada condicionales. Otro ejemplo del uso de un circuito de retroalimentación positiva es el efecto de histéresis. La histéresis se refiere al estado residual de un sistema incluso cuando no se suministra ninguna entrada al sistema. Este comportamiento se observa en algunas puertas lógicas biestables.

La retroalimentación positiva se usa ampliamente en circuitos de temporización y osciladores.

2) Señal de retroalimentación negativa

Un sistema de circuito cerrado con una señal de retroalimentación negativa conectada a su entrada se denomina “sistema de retroalimentación negativa”. A continuación se muestra el diagrama de bloques del sistema de retroalimentación negativa. La retroalimentación negativa también se llama “retroalimentación regresiva”.

El sistema de retroalimentación negativa es más estable y proporciona una mejor estabilidad. Los sistemas de retroalimentación negativa y sus aplicaciones se discutirán en futuros tutoriales.

solicitud

Los sistemas de control de circuito cerrado se utilizan para controlar máquinas electrónicas como generadores de voltaje y corriente. Aparte de eso, también puedes controlar la velocidad de la máquina y otros parámetros del sistema. Los sistemas de control de circuito cerrado se utilizan para los requisitos que se enumeran a continuación.

• Velocidad de respuesta mejorada
• En protección de dispositivos
• Para mejorar la precisión

Control de par de circuito cerrado

Esta tecnología de control de par se utilizará en vehículos propulsados ​​por baterías, como bicicletas y automóviles. El par de referencia T cuando el conductor pisa el acelerador lo establece el conductor. Si el par controlado por el conductor es T*, el par real T sigue al par controlado.

Un sensor de torsión colocado en la carga proporciona información sobre la velocidad del motor y ayuda a mantener la velocidad deseada.

control de límite actual

Los dispositivos electrónicos consumen grandes cantidades de corriente debido a fallas del sistema o fallas de conexión. Si no se controla la corriente y no se toman algunas precauciones, los equipos electrónicos se dañarán, provocando pérdidas económicas e industriales.

Por lo tanto, creamos una instancia de un controlador limitador de corriente dentro de un dispositivo o sistema electrónico para limitar la corriente y controlar el flujo de corriente. Un sensor de corriente monitorea continuamente la corriente suministrada al motor.

Cuando la corriente consumida por el motor excede el nivel seguro requerido, el sensor activa un circuito de retroalimentación que devuelve una cierta cantidad de corriente al controlador para llevar la corriente nuevamente al valor límite.

Cuando la corriente vuelve a alcanzar el límite seguro, el circuito de retroalimentación se vuelve inactivo.

Control de velocidad de circuito cerrado

Este es el circuito de retroalimentación más utilizado por los conductores. Eche un vistazo al diagrama a continuación. En este diagrama, se utilizan un sensor de corriente y un sensor de velocidad para limitar la velocidad del motor.

Este diagrama de motor con velocidad controlada tiene dos circuitos de retroalimentación, uno para monitoreo y control de corriente y otro para control de velocidad. El circuito interno utiliza un sensor de corriente para controlar el flujo de corriente. Limite la corriente o el par del motor a límites seguros. El circuito exterior, el sensor de control de velocidad, monitorea la velocidad del motor y envía retroalimentación al controlador, que controla la velocidad por encima de un nivel predefinido.

Ventajas de los sistemas de control de bucle abierto

• Los sistemas de control de circuito cerrado tienen señales de retroalimentación para controlar la salida, lo que los hace muy precisos y menos propensos a errores.
• Las señales de retroalimentación pueden corregir errores automáticamente.
• Los sistemas de circuito cerrado son muy precisos.
• El ancho de banda de los sistemas de circuito abierto es mucho mayor que el de los sistemas de circuito cerrado.
• Puede soportar la automatización.
• Tiene un margen de ruido muy alto, lo que lo hace menos susceptible al ruido.

Desventajas de los sistemas de control de circuito cerrado

• Estos son muy complejos y complicados de diseñar.
• Económicamente es muy caro.
• Requiere alto mantenimiento.
• En algunos casos, la señal de retroalimentación puede hacer que el sistema vibre, lo que resulta en una respuesta oscilatoria.
• Diseñar un sistema estable de circuito cerrado requiere más tiempo y esfuerzo.

Descripción general del sistema de retroalimentación

• Un sistema es una colección de bloques que están interconectados para realizar un proceso.
• Un sistema de control se define como un grupo de dispositivos utilizados para controlar o coordinar las funciones de otros sistemas.
• Un sistema de control que utiliza señales de retroalimentación para generar salida se denomina “sistema de control de circuito cerrado”.Ejemplos: plancha automática, aire acondicionado, etc.
• Los sistemas de circuito cerrado pueden utilizar circuitos de retroalimentación para corregir automáticamente los errores que ocurren en la salida.
• Son más estables que los sistemas de bucle abierto, pero más complejos de diseñar.
• Según la naturaleza de la señal de retroalimentación, los sistemas de control de circuito cerrado se clasifican en dos tipos.ellos son
  1. señal de retroalimentación positiva
  2. señal de retroalimentación negativa
• Un sistema de circuito cerrado con una señal de retroalimentación positiva conectada a su entrada se denomina “sistema de retroalimentación positiva”. Ejemplo: un amplificador operacional cuya entrada está conectada al pin de entrada positivo.
• Un sistema de circuito cerrado con una señal de retroalimentación negativa conectada a su entrada se denomina “sistema de retroalimentación negativa”. Ejemplo: un amplificador operacional cuya entrada está conectada al pin de entrada positivo.
• Los sistemas de control de retroalimentación o de bucle abierto se utilizan para:
  • Velocidad de respuesta mejorada
  • En protección de dispositivos
  • Para mejorar la precisión