Gebied 12
Beheerstelsels
Terugvoer wat ’n stelsel op koers hou
Beheerstelsels meet wat ’n masjien doen, vergelyk dit met wat dit moet doen en korrigeer dit, oor en oor. Hierdie terugvoer hou ’n kamer by die regte temperatuur of ’n tenk by die regte watervlak.
Vir wie dit geskik is
Leerders wat van grafieke en fyn instellings hou, en enigiemand wat al gewonder het hoe ’n termostaat ’n kamer warm hou.
Wat jy sal leer
- Wat terugvoer is: meet, vergelyk, korrigeer
- Hoe sensors en beheerders saamwerk
- Hoe ’n PI- of PID-beheerder besluit hoe sterk om te reageer
- Hoekom ’n stelsel kan oorskiet of heen en weer swaai, en hoe om dit binne die leermodel bestendig te maak
Voorbeeldeksperimente
-
Hou ’n virtuele tenk by ’n teikenwatervlak deur ’n klep te beheer.
-
Stel ’n beheerder in en kyk of die temperatuur die teiken oorskiet.
-
Skakel terugvoer af en weer aan, en vergelyk hoe die stelsel hom gedra.
Dinge wat jy kan bou
-
’n Termostaat vir ’n kweekhuis
-
’n Watervlakbeheerder vir ’n tenk
-
’n Motor wat ’n bestendige spoed handhaaf
Hierdie voorbeelde wys die soort werk in hierdie gebied. Die gepubliseerde lesse kan verskil.
Wat die simulasie vereenvoudig
- Stelsels is vereenvoudigde leermodelle: hulle wys die idee van beheer, nie die presiese gedrag van ’n regte masjien nie.
- Regte sensors het ruis en is stadig, en regte masjiene het perke wat ’n model dalk uitlaat.
Elke simulasie vereenvoudig die werklikheid. Om te verstaan hoe dit vereenvoudig word, is deel daarvan om ingenieurswese te leer.
Verband met skoolvakke
Wiskunde (grafieke en tempo’s), fisika, rekenaarwetenskap, tegnologie
Verbande met ander gebiede
Beheerstelsels bou voort op outomatisering, sensors en elektriese stroombane, en hou robotte, verwarming en waterstelsels bestendig.
Goed om te weet
Jou liggaam gebruik ook terugvoer: as jy te warm kry, sweet jy om af te koel, en as jy koud kry, bewe jy om warm te word.