Apakah maklum balas dalam elektronik dan automasi

Maklum balas ialah kesan nilai keluaran setiap sistem C (Rajah 1) ke atas input sistem yang sama. Lebih luas maklum balas — pengaruh hasil fungsi sistem pada sifat fungsi ini.

Sebagai tambahan kepada jumlah keluaran, pengaruh luaran juga boleh bertindak ke atas sistem yang berfungsi (x dalam Rajah 1). Litar AV di mana maklum balas dihantar dipanggil gelung maklum balas, talian atau saluran.

nasi. 1.

Saluran itu sendiri boleh mengandungi sebarang sistem (D, Rajah 2) yang mengubah nilai output dalam proses penghantarannya. Dalam kes ini, maklum balas daripada output sistem kepada inputnya dikatakan berlaku menggunakan atau melalui sistem D.

nasi. 2.

Maklum balas adalah salah satu konsep yang paling penting dalam elektronik dan teori kawalan automatik. Contoh konkrit pelaksanaan sistem yang mengandungi maklum balas boleh didapati dalam kajian pelbagai jenis proses dalam sistem automatik, organisma hidup, struktur ekonomi, dsb.

Oleh kerana konsep kesejagatan, terpakai dalam pelbagai bidang sains dan teknologi, terminologi dalam bidang ini tidak ditubuhkan, dan setiap bidang pengetahuan khusus, sebagai peraturan, menggunakan terminologinya sendiri.

Sebagai contoh, dalam sistem kawalan automatik digunakan secara meluas konsep maklum balas negatif dan positif, yang mentakrifkan sambungan antara output sistem dan inputnya melalui sambungan keuntungan dengan keuntungan negatif atau positif yang sepadan.

Dalam teori penguat elektronik, makna istilah ini berbeza: maklum balas dipanggil negatif, yang mengurangkan nilai mutlak keuntungan keseluruhan, dan positif - meningkatkannya.

Bergantung kepada kaedah pelaksanaan dalam teori penguat elektronik wujud arus, voltan dan maklum balas gabungan.

Sistem kawalan automatik selalunya termasuk ulasan tambahandigunakan untuk menstabilkan sistem atau menambah baik sementara di dalamnya. Mereka kadang-kadang dipanggil pembetulan dan di antaranya ada keras (dilakukan menggunakan sambungan penggalak), fleksibel (dilaksanakan dengan membezakan hubungan), isodromik dan lain-lain.

Dalam sistem yang berbeza anda sentiasa boleh mencari rantaian pengaruh tertutup… Contohnya, dalam rajah. 2, bahagian B sistem bertindak pada bahagian D, dan yang terakhir sekali lagi pada C. Oleh itu, sistem sedemikian juga dipanggil sistem gelung tertutup, sistem gelung tertutup atau gelung tertutup.

Dalam sistem yang kompleks, banyak gelung maklum balas yang berbeza boleh wujud. Dalam sistem berbilang elemen, output setiap elemen boleh, secara amnya, mempengaruhi input semua elemen lain, termasuk inputnya sendiri.

Setiap impak boleh dipertimbangkan dari tiga aspek utama: metabolik, bertenaga dan maklumat. Yang pertama berkaitan dengan perubahan dalam lokasi, bentuk dan komposisi jirim, yang kedua kepada pemindahan dan transformasi tenaga, dan yang ketiga kepada penghantaran dan transformasi maklumat.

Dalam teori kawalan, hanya bahagian maklumat pengaruh yang dipertimbangkan. Oleh itu, maklum balas boleh ditakrifkan sebagai menghantar maklumat tentang nilai output sistem kepada inputnya atau sebagai ketibaan maklumat yang ditukar oleh pautan maklum balas daripada output kepada input sistem.

Prinsip peranti adalah berdasarkan aplikasi maklum balas. sistem kawalan automatik (ACS)… Di dalamnya, kehadiran maklum balas memberikan peningkatan dalam imuniti hingar akibat pengurangan dalam pengaruh gangguan (z dalam Rajah 3) yang bertindak di bahagian hadapan sistem.

nasi. 3.

Jika dalam sistem linear dengan sambungan dengan fungsi pemindahan Kx (p) dan K2 (p) anda mengalih keluar gelung maklum balas, maka imej x nilai output x ditentukan oleh hubungan berikut:

Jika dalam kes ini nilai keluaran x dikehendaki sama dengan tindakan rujukan x *, maka jumlah keuntungan sistem K (p) = K1 (p) K2 (p) mestilah sama dengan perpaduan dan mesti ada. tiada gangguan z. Kehadiran z dan sisihan K (p) daripada perpaduan menimbulkan ralat e, i.e. perbezaan

Untuk K (p) = 1 kita ada

Jika kita kini menutup sistem menggunakan maklum balas seperti yang ditunjukkan dalam Rajah. 3, imej kuantiti keluaran x akan ditentukan oleh hubungan berikut:

Ia berikutan daripada hubungan bahawa untuk modul keuntungan yang cukup besar Kx (p), sebutan kedua boleh diabaikan dan oleh itu pengaruh gangguan z boleh diabaikan. Pada masa yang sama, nilai kuantiti keluaran x akan berbeza sangat sedikit daripada nilai pembolehubah rujukan.

Dalam sistem tertutup dengan maklum balas, adalah mungkin untuk mengurangkan pengaruh bunyi dengan ketara berbanding dengan sistem terbuka, kerana yang kedua tidak bertindak balas terhadap keadaan sebenar objek terkawal, adalah "buta" dan "pekak" «sehingga perubahan di negeri ini.

Mari kita ambil penerbangan kapal terbang sebagai contoh. Jika kemudi kapal terbang dilaraskan terlebih dahulu dengan ketepatan tinggi supaya ia terbang ke arah tertentu, dan jika ia dibetulkan dengan tegar, maka tiupan angin dan faktor rawak dan tidak dijangka lain akan mengetuk pesawat dari laluan yang dikehendaki.

Hanya sistem maklum balas (autopilot) dapat membetulkan kedudukan, yang mampu membandingkan kursus yang diberikan x * dengan x sebenar dan, bergantung kepada sisihan yang terhasil, menukar kedudukan kemudi.

Sistem maklum balas sering dikatakan didorong ralat (percanggahan). Jika pautan Kx (p) adalah penguat dengan keuntungan yang cukup besar, maka dalam keadaan tertentu yang dikenakan pada fungsi pemindahan K2 (p) sepanjang jalan, sistem gelung tertutup kekal stabil.

Dalam kes ini, ralat keadaan mantap e boleh sewenang-wenangnya kecil. Ia cukup bahawa ia muncul pada input penguat Kx (p) supaya voltan yang cukup besar terbentuk dan terbentuk pada outputnya, yang secara automatik mengimbangi gangguan dan memberikan nilai x sedemikian di mana perbezaan e= x * — x akan cukup kecil.Peningkatan terkecil dalam e menyebabkan peningkatan yang tidak seimbang yang lebih besar dalam ti... Oleh itu, sebarang (dalam had praktikal) gangguan z boleh dikompensasikan, dan tambahan pula, dengan nilai ralat e yang sewenang-wenangnya kecil, laluan manuver untung tinggi ialah sering dipanggil dalam.

Maklum balas dalam sistem bercampur juga berlaku semasa sistem kompleks berfungsi yang terdiri daripada objek yang berbeza sifat, tetapi bertindak secara sengaja. Ini adalah sistem: operator (manusia) dan mesin, guru dan pelajar, pensyarah dan penonton, manusia dan peranti pembelajaran.

Dalam semua contoh ini kita berhadapan dengan rantaian pengaruh yang tertutup. Melalui saluran maklum balas, pengendali menerima maklumat tentang sifat fungsi mesin terkawal, jurulatih - maklumat tentang tingkah laku pelajar dan hasil latihan, dsb. Dalam semua kes ini, dalam proses berfungsi, kedua-duanya kandungan maklumat yang dihantar melalui saluran, dan saluran itu sendiri berubah dengan ketara.