12. terület
Irányítástechnika
Visszacsatolás, amely a kívánt értéken tartja a rendszert
Az irányítási rendszerek mérik, mit csinál egy gép, összevetik azzal, amit csinálnia kellene, és javítanak rajta — újra és újra. Ez a visszacsatolás tartja a szobát a megfelelő hőmérsékleten vagy a tartályt a megfelelő vízszinten.
Kinek való
Azoknak, akik szeretik a grafikonokat és a finomhangolást, és mindenkinek, aki elgondolkodott már azon, hogyan tartja melegen a szobát a termosztát.
Mit fogsz megtanulni
- Mi a visszacsatolás: mérés, összehasonlítás, javítás
- Hogyan működnek együtt az érzékelők és a szabályozók
- Hogyan dönti el egy PI- vagy PID-szabályozó, milyen erősen reagáljon
- Miért lendülhet túl vagy lenghet ide-oda egy rendszer, és hogyan tehető stabillá az oktatási modellen belül
Példakísérletek
-
Tarts egy virtuális tartályt a kívánt vízszinten egy szelep szabályozásával.
-
Hangold be a szabályozót, és figyeld meg, túllendül-e a hőmérséklet a kívánt értéken.
-
Kapcsold ki, majd be a visszacsatolást, és hasonlítsd össze, hogyan viselkedik a rendszer.
Amit megépíthetsz
-
Termosztát egy üvegházhoz
-
Vízszintszabályozó egy tartályhoz
-
Motor, amely állandó fordulatszámot tart
Ezek a példák azt mutatják, milyen munka folyik ezen a területen. A közzétett leckék ettől eltérhetnek.
Mit egyszerűsít a szimuláció
- A rendszerek egyszerűsített oktatási modellek: az irányítás elvét mutatják be, nem egy valódi gép pontos viselkedését.
- A valódi érzékelők zajosak és lassúak, a valódi gépeknek pedig vannak olyan korlátaik, amelyeket egy modell kihagyhat.
Minden szimuláció leegyszerűsíti a valóságot. Annak megértése, hogy miben és hogyan, a mérnöki tudás elsajátításának része.
Kapcsolódó tantárgyak
Matematika (grafikonok és a változás üteme), fizika, informatika, technika
Kapcsolat más területekkel
Az irányítástechnika az automatizálásra, az érzékelőkre és az elektromos áramkörökre épül, és stabilan tartja a robotok, a fűtés és a vízrendszerek működését.
Jó tudni
A tested is használ visszacsatolást: ha túlságosan kimelegszel, izzadsz, hogy lehűlj, ha pedig fázol, didergsz, hogy felmelegedj.