12. joma
Vadības sistēmas
Atgriezeniskā saite, kas notur sistēmu pie mērķa
Vadības sistēmas mēra, ko mašīna dara, salīdzina to ar to, kas tai būtu jādara, un izlabo — atkal un atkal. Šī atgriezeniskā saite uztur istabā pareizu temperatūru vai tvertnē pareizu ūdens līmeni.
Kam šī joma piemērota
Tiem, kam patīk grafiki un precīza regulēšana, un ikvienam, kurš domājis, kā termostats uztur istabā siltumu.
Ko tu apgūsi
- Kas ir atgriezeniskā saite: izmēri, salīdzini, izlabo
- Kā sensori un regulatori darbojas kopā
- Kā PI vai PID regulators izlemj, cik spēcīgi reaģēt
- Kāpēc sistēma var pārsniegt mērķa vērtību vai svārstīties un kā mācību modeļa ietvaros to padarīt stabilu
Eksperimentu piemēri
-
Uzturi virtuālā tvertnē vajadzīgo ūdens līmeni, regulējot vārstu.
-
Pielāgo regulatora iestatījumus un vēro, vai temperatūra pārsniedz mērķa vērtību.
-
Izslēdz un ieslēdz atgriezenisko saiti un salīdzini, kā sistēma uzvedas.
Ko tu vari uzbūvēt
-
Termostats siltumnīcai
-
Ūdens līmeņa regulators tvertnei
-
Motors, kas notur nemainīgu griešanās ātrumu
Šie piemēri parāda, kāds darbs notiek šajā jomā. Publicētās nodarbības var atšķirties.
Ko simulācija vienkāršo
- Sistēmas ir vienkāršoti mācību modeļi: tie parāda vadības ideju, nevis īstas mašīnas precīzu uzvedību.
- Īstu sensoru rādījumos ir troksnis, un sensori reaģē lēni; īstām mašīnām ir ierobežojumi, kurus modelis var neņemt vērā.
Katra simulācija vienkāršo realitāti. Zināt, kā tieši tā to dara, ir daļa no inženierijas apguves.
Saistība ar mācību priekšmetiem
Matemātika (grafiki un izmaiņu ātrums), fizika, datorika, tehnoloģijas
Saistība ar citām jomām
Vadības sistēmas balstās uz automatizāciju, sensoriem un elektriskajām ķēdēm, un tās uztur stabilu robotu, apkures un ūdens sistēmu darbību.
Noderīgi zināt
Arī tavs ķermenis izmanto atgriezenisko saiti: kad tev kļūst par karstu, tu svīsti, lai atdzistu, un, kad tev kļūst auksti, tu trīci, lai sasiltu.