Oblasť 12
Riadiace systémy
Spätná väzba, ktorá drží systém na požadovanej hodnote
Riadiace systémy merajú, čo stroj robí, porovnávajú to s tým, čo by mal robiť, a opravujú ho – znova a znova. Táto spätná väzba udržiava v miestnosti správnu teplotu alebo v nádrži správnu hladinu vody.
Pre koho je vhodná
Žiaci, ktorých bavia grafy a jemné dolaďovanie, a každý, kto sa niekedy zamyslel nad tým, ako termostat udržuje v izbe teplo.
Čo sa naučíš
- Čo je spätná väzba: zmerať, porovnať, opraviť
- Ako spolupracujú senzory a regulátory
- Ako PI alebo PID regulátor rozhoduje, ako silno zareagovať
- Prečo systém môže prekmitnúť alebo sa rozkmitať a ako ho vo výučbovom modeli ustáliť
Príklady pokusov
-
Ovládaním ventilu udržuj vo virtuálnej nádrži požadovanú hladinu vody.
-
Nalaď regulátor a sleduj, či teplota vystúpi nad cieľovú hodnotu (prekmit).
-
Vypni a zapni spätnú väzbu a porovnaj, ako sa systém správa.
Čo môžeš postaviť
-
Termostat pre skleník
-
Regulátor hladiny vody v nádrži
-
Motor, ktorý udržuje stále otáčky
Tieto príklady ukazujú, aká práca ťa v tejto oblasti čaká. Zverejnené lekcie sa môžu líšiť.
Čo simulácia zjednodušuje
- Systémy sú zjednodušené výučbové modely: ukazujú princíp riadenia, nie presné správanie skutočného stroja.
- Skutočné senzory majú šum a reagujú pomaly a skutočné stroje majú obmedzenia, ktoré model môže vynechať.
Každá simulácia zjednodušuje skutočnosť. Vedieť, ako ju zjednodušuje, je súčasťou učenia sa inžinierstva.
Prepojenie so školskými predmetmi
Matematika (grafy a rýchlosť zmeny), fyzika, informatika, technika
Prepojenie s ďalšími oblasťami
Riadiace systémy nadväzujú na automatizáciu, senzory a elektrické obvody a udržiavajú roboty, kúrenie a vodné systémy v stabilnom stave.
Dobré vedieť
Aj tvoje telo využíva spätnú väzbu: keď je ti príliš teplo, potíš sa, a tak sa ochladzuješ; keď je ti zima, trasieš sa, a tak sa zohrievaš.