ક્ષેત્ર 12
નિયંત્રણ પ્રણાલીઓ
પ્રણાલીને લક્ષ્ય પર રાખતો પ્રતિસાદ
નિયંત્રણ પ્રણાલીઓ યંત્ર શું કરી રહ્યું છે તે માપે છે, તેણે શું કરવું જોઈએ તેની સાથે સરખાવે છે અને તેને સુધારે છે — વારંવાર. આ પ્રતિસાદ (feedback) ઓરડાને યોગ્ય તાપમાને કે ટાંકીને યોગ્ય જળસ્તરે રાખે છે.
કોના માટે યોગ્ય છે
જેમને આલેખ અને ઝીણવટભરી ગોઠવણ ગમે છે તેવા વિદ્યાર્થીઓ, અને થર્મોસ્ટેટ ઓરડાને કેવી રીતે ગરમ રાખે છે એવો પ્રશ્ન જેમને થયો હોય તેવા સૌ કોઈ.
તમે શું શીખશો
- પ્રતિસાદ (feedback) એટલે શું: માપો, સરખાવો, સુધારો
- સેન્સર અને નિયંત્રકો સાથે મળીને કેવી રીતે કામ કરે છે
- PI કે PID નિયંત્રક કેટલી તીવ્રતાથી પ્રતિક્રિયા આપવી તે કેવી રીતે નક્કી કરે છે
- પ્રણાલી લક્ષ્યથી આગળ કેમ નીકળી જઈ શકે (ઓવરશૂટ) કે આગળ-પાછળ ડોલી શકે, અને આ શૈક્ષણિક મોડેલમાં તેને સ્થિર કેવી રીતે કરવી
ઉદાહરણરૂપ પ્રયોગો
-
વાલ્વનું નિયંત્રણ કરીને વર્ચ્યુઅલ ટાંકીમાં પાણીનું સ્તર લક્ષ્ય જેટલું જાળવી રાખો.
-
નિયંત્રકને ગોઠવો (ટ્યુન કરો) અને જુઓ કે તાપમાન લક્ષ્યથી આગળ નીકળી જાય છે કે નહીં.
-
પ્રતિસાદ બંધ અને ચાલુ કરો, અને પ્રણાલી કેવી રીતે વર્તે છે તેની સરખામણી કરો.
તમે શું બનાવી શકો
-
ગ્રીનહાઉસ માટે થર્મોસ્ટેટ
-
ટાંકી માટે જળસ્તર નિયંત્રક
-
એકસરખી ઝડપ જાળવી રાખતી મોટર
આ ઉદાહરણો આ ક્ષેત્રમાં થતા કામનો પ્રકાર બતાવે છે. પ્રકાશિત પાઠ આનાથી અલગ હોઈ શકે છે.
સિમ્યુલેશન શું સરળ બનાવે છે
- પ્રણાલીઓ સરળીકૃત શૈક્ષણિક મોડેલો છે: તે નિયંત્રણનો ખ્યાલ બતાવે છે, વાસ્તવિક યંત્રનું ચોક્કસ વર્તન નહીં.
- વાસ્તવિક સેન્સરનાં માપમાં ખલેલ (નૉઇઝ) હોય છે અને તે ધીમા હોય છે, અને વાસ્તવિક યંત્રોની એવી મર્યાદાઓ હોય છે, જે મોડેલમાં કદાચ છોડી દેવાઈ હોય.
દરેક સિમ્યુલેશન વાસ્તવિકતાને સરળ બનાવે છે. તે આવું કેવી રીતે કરે છે તે જાણવું એ ઇજનેરી શીખવાનો જ એક ભાગ છે.
શાળાના વિષયો સાથે જોડાણ
ગણિત (આલેખ અને દર), ભૌતિકવિજ્ઞાન, કમ્પ્યુટર વિજ્ઞાન, ટેક્નોલૉજી
બીજાં ક્ષેત્રો સાથે જોડાણ
નિયંત્રણ પ્રણાલીઓ સ્વયંસંચાલન, સેન્સર અને વિદ્યુત પરિપથ પર આધારિત છે, અને તે રોબોટ, ગરમી આપતી વ્યવસ્થાઓ અને પાણીની વ્યવસ્થાઓને સ્થિર રાખે છે.
જાણવા જેવું
તમારું શરીર પણ પ્રતિસાદનો ઉપયોગ કરે છે: તમને વધુ ગરમી લાગે ત્યારે ઠંડક મેળવવા તમને પરસેવો થાય છે, અને ઠંડી લાગે ત્યારે ગરમાવો મેળવવા તમે ધ્રૂજો છો.