മേഖല 12
നിയന്ത്രണ സംവിധാനങ്ങൾ
ഒരു സംവിധാനത്തെ ലക്ഷ്യത്തിൽ നിലനിർത്തുന്ന പ്രതിപുഷ്ടി (ഫീഡ്ബാക്ക്)
ഒരു യന്ത്രം എന്താണ് ചെയ്യുന്നതെന്ന് നിയന്ത്രണ സംവിധാനങ്ങൾ അളക്കുന്നു, അത് ചെയ്യേണ്ടതുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുന്നു, തിരുത്തുന്നു — വീണ്ടും വീണ്ടും. ഈ പ്രതിപുഷ്ടിയാണ് ഒരു മുറിയെ ശരിയായ താപനിലയിലും ഒരു ടാങ്കിനെ ശരിയായ ജലനിരപ്പിലും നിലനിർത്തുന്നത്.
ആർക്കാണ് ഇത് അനുയോജ്യം
ഗ്രാഫുകളും സൂക്ഷ്മമായ ക്രമീകരണങ്ങളും ഇഷ്ടപ്പെടുന്ന പഠിതാക്കൾക്കും ഒരു തെർമോസ്റ്റാറ്റ് മുറിയിലെ ചൂട് എങ്ങനെ നിലനിർത്തുന്നു എന്ന് ചിന്തിച്ചിട്ടുള്ള ഏവർക്കും.
നിങ്ങൾ എന്തെല്ലാം പഠിക്കും
- പ്രതിപുഷ്ടി (ഫീഡ്ബാക്ക്) എന്താണ്: അളക്കുക, താരതമ്യം ചെയ്യുക, തിരുത്തുക
- സെൻസറുകളും കൺട്രോളറുകളും ഒരുമിച്ച് എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു
- ഒരു PI അല്ലെങ്കിൽ PID കൺട്രോളർ എത്ര ശക്തമായി പ്രതികരിക്കണമെന്ന് എങ്ങനെ തീരുമാനിക്കുന്നു
- ഒരു സംവിധാനം ലക്ഷ്യം കടന്നുപോകുകയോ (ഓവർഷൂട്ട്) ലക്ഷ്യത്തിന് ഇരുവശത്തേക്കും ആടിക്കൊണ്ടിരിക്കുകയോ ചെയ്യുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്, പഠന മാതൃകയ്ക്കുള്ളിൽ അതിനെ എങ്ങനെ സ്ഥിരമാക്കാം
ഉദാഹരണ പരീക്ഷണങ്ങൾ
-
ഒരു വാൽവ് നിയന്ത്രിച്ച്, ഒരു വെർച്വൽ ടാങ്കിലെ ജലനിരപ്പ് ലക്ഷ്യമിട്ട നിലയിൽ നിലനിർത്തുക.
-
ഒരു കൺട്രോളർ ക്രമീകരിച്ച്, താപനില ലക്ഷ്യം കടന്നുപോകുന്നുണ്ടോ എന്ന് നിരീക്ഷിക്കുക.
-
പ്രതിപുഷ്ടി ഓഫാക്കിയും ഓണാക്കിയും, സംവിധാനം എങ്ങനെ പെരുമാറുന്നുവെന്ന് താരതമ്യം ചെയ്യുക.
നിങ്ങൾക്ക് നിർമ്മിക്കാവുന്നവ
-
ഒരു ഹരിതഗൃഹത്തിനുള്ള തെർമോസ്റ്റാറ്റ്
-
ഒരു ടാങ്കിനുള്ള ജലനിരപ്പ് കൺട്രോളർ
-
സ്ഥിരമായ ഭ്രമണവേഗം നിലനിർത്തുന്ന ഒരു മോട്ടോർ
ഈ മേഖലയിലെ പ്രവർത്തനങ്ങൾ ഏതുതരത്തിലുള്ളതാണെന്ന് ഈ ഉദാഹരണങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. പ്രസിദ്ധീകരിക്കുന്ന പാഠങ്ങൾ ഇവയിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായേക്കാം.
സിമുലേഷൻ എന്തെല്ലാം ലളിതമാക്കുന്നു
- ഇവിടത്തെ സംവിധാനങ്ങൾ ലളിതമാക്കിയ പഠന മാതൃകകളാണ്: അവ നിയന്ത്രണത്തിന്റെ ആശയമാണ് കാണിക്കുന്നത്, ഒരു യഥാർത്ഥ യന്ത്രത്തിന്റെ കൃത്യമായ പെരുമാറ്റമല്ല.
- യഥാർത്ഥ സെൻസറുകളുടെ അളവുകളിൽ നോയ്സ് (ക്രമമില്ലാത്ത ചെറു വ്യതിയാനങ്ങൾ) ഉണ്ട്, അവ പതുക്കെയാണ് പ്രതികരിക്കുന്നത്; യഥാർത്ഥ യന്ത്രങ്ങൾക്ക് ഒരു മാതൃക ഒഴിവാക്കിയേക്കാവുന്ന പരിമിതികളുമുണ്ട്.
ഓരോ സിമുലേഷനും യാഥാർത്ഥ്യത്തെ ലളിതമാക്കുന്നു. അത് എങ്ങനെയാണ് അങ്ങനെ ചെയ്യുന്നതെന്ന് അറിയുന്നതും എഞ്ചിനീയറിങ് പഠനത്തിന്റെ ഭാഗമാണ്.
സ്കൂൾ വിഷയങ്ങളുമായുള്ള ബന്ധം
ഗണിതം (ഗ്രാഫുകളും നിരക്കുകളും), ഭൗതികശാസ്ത്രം, കമ്പ്യൂട്ടർ ശാസ്ത്രം, സാങ്കേതികവിദ്യ
മറ്റു മേഖലകളുമായുള്ള ബന്ധം
നിയന്ത്രണ സംവിധാനങ്ങൾ ഓട്ടോമേഷൻ, സെൻസറുകൾ, വൈദ്യുത സർക്യൂട്ടുകൾ എന്നിവയുടെ അടിത്തറയിലാണ് നിലകൊള്ളുന്നത്; റോബോട്ടുകൾ, ചൂടാക്കൽ സംവിധാനങ്ങൾ, ജലസംവിധാനങ്ങൾ എന്നിവയെ അവ സ്ഥിരതയോടെ നിലനിർത്തുന്നു.
അറിഞ്ഞിരിക്കേണ്ടത്
നിങ്ങളുടെ ശരീരവും പ്രതിപുഷ്ടി ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്: ചൂട് കൂടുമ്പോൾ തണുക്കാനായി നിങ്ങൾ വിയർക്കുന്നു, തണുപ്പ് കൂടുമ്പോൾ ചൂടാകാനായി നിങ്ങൾ വിറയ്ക്കുന്നു.