Område 12
Reguleringsteknikk
Tilbakekobling som holder et system på ønsket verdi
Reguleringssystemer måler hva en maskin gjør, sammenligner det med hva den skal gjøre, og korrigerer den, igjen og igjen. Denne tilbakekoblingen holder et rom på riktig temperatur eller en tank på riktig vannstand.
Hvem det passer for
Elever som liker grafer og finjustering, og alle som har lurt på hvordan en termostat holder et rom varmt.
Dette lærer du
- Hva tilbakekobling er: mål, sammenlign, korriger
- Hvordan sensorer og regulatorer virker sammen
- Hvordan en PI- eller PID-regulator bestemmer hvor kraftig den skal reagere
- Hvorfor et system kan skyte over målet eller svinge, og hvordan du gjør det stabilt innenfor undervisningsmodellen
Eksempler på forsøk
-
Hold en virtuell tank på ønsket vannstand ved å styre en ventil.
-
Still inn en regulator, og se om temperaturen skyter over målet.
-
Slå tilbakekoblingen av og på, og sammenlign hvordan systemet oppfører seg.
Dette kan du bygge
-
En termostat for et drivhus
-
En vannstandsregulator for en tank
-
En motor som holder jevnt turtall
Disse eksemplene viser hva slags arbeid som gjøres i dette området. De publiserte leksjonene kan avvike fra dem.
Hva simuleringen forenkler
- Systemene er forenklede undervisningsmodeller: De viser ideen bak regulering, ikke den nøyaktige oppførselen til en ekte maskin.
- Ekte sensorer har støy og er trege, og ekte maskiner har begrensninger som en modell kan utelate.
Enhver simulering forenkler virkeligheten. Å vite hvordan den gjør det, er en del av å lære ingeniørfag.
Koblinger til skolefag
Matematikk (grafer og vekstfart), fysikk, informatikk, teknologi
Sammenheng med andre områder
Reguleringssystemer bygger på automatisering, sensorer og elektriske kretser, og de holder roboter, oppvarming og vannsystemer stabile.
Greit å vite
Kroppen din bruker også tilbakekobling: Når du blir for varm, svetter du for å kjøle deg ned, og når du fryser, skjelver du for å bli varm.