Elemente de teorie a controlului

ELEMENTE DE TEORIE A CONTROLULUI

1. Notiunea de sistem

Sistemul reprezinta o multime de elemente aflate in interactiune, care se comporta unitar in relatiile sale cu mediul, adica inseamna o unitate complexa. Orice obiect sau fenomen poate fi considerat ca un sistem, cu conditia de a-l putea separa de celelalte obiecte si fenomene si de a-l defini riguros si univoc.

Sistemul aduce in discutie problema ordinii, a organizarii, a structurii si a starilor in care se pot afla elementele sale. Organizarea este cea care face ca sistemul sa fie mai mult decat suma partilor sale. Prin organizare, sistemul devine o unitate cu proprietati noi. Totalitatile care nu dispun de organizare interna nu ajung nici la integritatea caracteristica sistemelor organizate si nici la dobandirea de proprietati noi. De aceea, cu cat difera mai mult de suma partilor sale, cu atat el este mai organizat, iar aceasta diferenta este determinata tocmai de relatiile care se stabilesc intre elementele sale.

Fiecare nivel de organizare a materiei este alcatuit deci dintr-o multime de subsisteme. Pentru ca orice subsistem de ordin superior este compus dintr-o multime de subsisteme de ordin inferior, structura sistemica a lumii se realizeaza prin intermediul unui proces de superizare.

2. Clasificarea mecanismelor de control

Controlul este un proces complex care presupune monitorizarea parametrilor unui sistem si interventia pentru reglarea si mentinerea acestora la valori impuse de buna functionare a sistemului.

Exista o mare varietate a mecanismelor de control, atat din punctul de vedere al aplicatiilor, cat si din punctul de vedere al solutiilor constructive. Sistemul de incalzire centrala a unei locuinte presupune reglarea parametrilor centralei (debit de gaz, temperatura apei) in acord cu temperatura din spatiul incalzit.

In general, se face o clasificare a mecanismelor de control in regulatoare si servomecanisme. Regulatoarele sunt mecanisme de control in care variabilele controlate sau iesirile trebuie mentinute intre limite impuse, in ciuda perturbatiilor.

Astfel de mecanisme se intalnesc frecvent in procesele industriale, industria chimica, energetica, industria alimentara etc. In astfel de aplicatii, frecvent, se impune controlul nivelului, presiunii, temperaturii, vitezei, frecventei etc.

Servomecanismele sunt mecanisme de control in care parametrul controlat este pozitia.

Exista, de asemenea, mecanisme de control continuu si discrete, respectiv mecanisme de control liniare si neliniare.

Analiza si proiectarea mecanismelor de control

Analiza are drept scop evaluarea performantelor mecanismului de control prin prisma raspunsului la diferite semnale de intrare si la perturbatii.

Pe baza analizei, la proiectare se urmareste imbunatatirea performantelor fara a schimba blocurile esentiale, cum ar fi: procesul controlat, actuatorii, amplificatorul etc. In general, este de dorit ca imbunatatirea performantelor sa se realizeze pe seama controlorului.

De asemenea, trebuie ca eroarea in regim stabilizat sa fie cat mai mica. Ideal este ca mecanismul sa nu fie sensibil la perturbatii. Important este ca si solicitarea dinamica a mecanismului la variatia parametrilor sa fie cat mai redusa, in concluzie, mecanismele de control cu feed-back asigura:

reducerea efectelor variatiei parametrilor;

reducerea efectelor perturbatiilor;

reducerea duratei fazei tranzitorii;

reducerea erorilor in faza de regim stabilizat