Ոլորտ 12
Կառավարման համակարգեր
Հետադարձ կապ, որը համակարգը պահում է նպատակային արժեքի վրա
Կառավարման համակարգերը չափում են, թե ինչ է անում մեքենան, համեմատում են դա նրա հետ, ինչ այն պետք է անի, և ուղղում են՝ կրկին ու կրկին։ Այս հետադարձ կապի շնորհիվ սենյակում պահպանվում է ճիշտ ջերմաստիճան, իսկ բաքում՝ ջրի ճիշտ մակարդակ։
Ում է հարմար
Նրանց, ովքեր սիրում են գրաֆիկներ և ճշգրիտ կարգաբերում, և բոլոր նրանց, ովքեր երբևէ մտածել են, թե ինչպես է թերմոստատը սենյակը տաք պահում։
Ինչ կսովորես
- Ինչ է հետադարձ կապը՝ չափել, համեմատել, ուղղել
- Ինչպես են տվիչներն ու կարգավորիչներն աշխատում միասին
- Ինչպես է PI կամ PID կարգավորիչը որոշում, թե որքան ուժեղ արձագանքի
- Ինչու կարող է համակարգը գերազանցել նպատակային արժեքը կամ տատանվել, և ինչպես այն կայունացնել ուսումնական մոդելի շրջանակներում
Փորձերի օրինակներ
-
Փականը կառավարելով՝ վիրտուալ բաքում պահիր ջրի նպատակային մակարդակը։
-
Կարգաբերիր կարգավորիչը և հետևիր, թե արդյոք ջերմաստիճանը գերազանցում է նպատակային արժեքը։
-
Անջատիր և միացրու հետադարձ կապը և համեմատիր, թե ինչպես է իրեն պահում համակարգը։
Ինչ կարող ես կառուցել
-
Թերմոստատ ջերմոցի համար
-
Բաքի ջրի մակարդակի կարգավորիչ
-
Շարժիչ, որը պահպանում է կայուն արագություն
Այս օրինակները ցույց են տալիս, թե ինչպիսի աշխատանք կա այս ոլորտում։ Հրապարակվող դասերը կարող են տարբերվել։
Ինչ է պարզեցնում մոդելավորումը
- Համակարգերը պարզեցված ուսումնական մոդելներ են՝ դրանք ցույց են տալիս կառավարման գաղափարը, այլ ոչ թե իրական մեքենայի ճշգրիտ վարքը։
- Իրական տվիչների ցուցմունքներում աղմուկ կա, և դրանք դանդաղ են, իսկ իրական մեքենաներն ունեն սահմանափակումներ, որոնք մոդելը կարող է հաշվի չառնել։
Ցանկացած մոդելավորում պարզեցնում է իրականությունը։ Հասկանալը, թե ինչպես է դա արվում, ճարտարագիտություն սովորելու մի մասն է։
Կապերը դպրոցական առարկաների հետ
Մաթեմատիկա (գրաֆիկներ և փոփոխման արագություններ), ֆիզիկա, ինֆորմատիկա, տեխնոլոգիա
Կապերն այլ ոլորտների հետ
Կառավարման համակարգերը հիմնվում են ավտոմատացման, տվիչների և էլեկտրական շղթաների վրա և կայուն են պահում ռոբոտների, ջեռուցման և ջրային համակարգերի աշխատանքը։
Լավ է իմանալ
Քո մարմինն էլ է օգտագործում հետադարձ կապ՝ երբ շատ ես տաքանում, քրտնում ես, որպեսզի սառչես, իսկ երբ մրսում ես, դողում ես, որպեսզի տաքանաս։