أنواع أنظمة التحكم الآلي
تتسم أنظمة التحكم الآلي بتنوعها، ويمكن تصنيفها على النحو التالي:
نظام الحلقة المفتوحة
هو نمط من أنظمة التحكم حيث يكون إجراء التحكم مستقلاً تمامًا عن مخرجات النظام. في هذا النظام، لا يتم تصحيح المخرجات تلقائيًا، بل تعتمد جودتها على دقة وثبات النظام المعتمد.
نظام الحلقة المغلقة
في هذا النظام، يعتمد استمرار التشغيل على مخرجات مرحلة التشغيل. وبالتالي، تصبح المخرجات مرتبطة بحالة المدخلات والمخرجات على حد سواء، مما يجعل هذا النظام أكثر ذكاءً وتعقيدًا مقارنةً بنظام الحلقة المفتوحة.
النظام الآلي الخطي
يمثل النظام الخطي نوعًا من التحكم حيث تتغير المخرجات بشكل متناسب مع المدخلات وفقًا لنمط التحكم الخطي، ما يساهم في تحقيق خاصيتي التراكب والتجانس.
النظام الآلي غير الخطي
هو نظام يتحكم فيه بالاعتماد على تفاعلات غير خطية بين المخرجات والمدخلات. هذا النوع من الأنظمة قد لا يحقق خاصيتي التراكب أو التجانس، ويميل إلى إنتاج تذبذبات ذات ترددات ثابتة.
النظام الثابت بالنسبة للوقت
يتميز هذا النظام باستقلاله عن الوقت الذي يبدأ فيه تشغيله. حيث تبقى المخرجات الحالية للنظام دون تغيير مع مرور الوقت بناءً على نفس الحالة الأولية، مثالًا على ذلك هو مضخة المياه التي تضخ المياه بنفس القوة خلال فترة تشغيلها.
النظام المتغير بالنسبة للوقت
هذا النوع من الأنظمة يتغير بمرور الوقت، فعلى سبيل المثال، إن حرق صاروخ لكمية كبيرة من الوقود يؤدي إلى تقليل كتلته بسرعة خلال فترات زمنية قصيرة.
مميزات أنظمة التحكم الآلي
يمكن تناول مميزات أنظمة التحكم الآلي على النحو التالي:
مميزات نظام الحلقة المفتوحة
تتمثل مميزاته فيما يلي:
- سهولة التصميم والتركيب.
- تكلفة منخفضة.
- سهولة الصيانة والإصلاح.
- استقرار أفضل لعدم وجود تغذية راجعة.
مميزات نظام الحلقة المغلقة
تشمل مميزاته ما يلي:
- لا يتطلب متابعة مستمرة، حيث تصحح المخرجات تلقائيًا.
- دقة عالية.
- سعة عمل واسعة.
- أقل تأثرًا بالضوضاء المحيطة.
- يدعم عمليات الأتمتة بكفاءة.
سلبيات أنظمة التحكم الآلي
يمكن تحديد سلبيات أنظمة التحكم الآلي كما يلي:
سلبيات نظام الحلقة المفتوحة
تشمل سلبياته:
- تأثر النظام بالتشويش الداخلي والخارجي.
- يتطلب معايرة يدوية بشكل مستمر.
سلبيات نظام الحلقة المغلقة
تشمل سلبياته:
- تعقيد التصميم والتركيب.
- تكاليف مرتفعة.
- يحتاج إلى صيانة دورية.
- يدمج بعض المشكلات في الاستقرار.
أمثلة على أنظمة التحكم الآلي
توجد أمثلة واضحة لأنظمة التحكم الآلي كما هو موضح أدناه:
أمثلة على نظام الحلقة المفتوحة
من الأمثلة المعروفة:
- نظام إشارات المرور
تعمل المدخلات هنا على شكل موجات كهربائية وعداد زمني، حيث تضيء أحد إشارات المرور باللون الأحمر لفترة معينة ثم تنطفئ لتضيء الإشارة الأخرى باللون الأخضر. في هذا النظام، لا تُؤخذ في الاعتبار الظروف مثل الازدحام المروري.
- مجفف اليد الإلكتروني
يستمر في توجيه الهواء الساخن (المخرجات) ما دام تُبقي يدك أسفل الآلة (المدخلات)، بغض النظر عن مدى تجفيف يدك.
أمثلة على نظام الحلقة المغلقة
مثال على نظام حلقة مغلقة يكون مثبت السرعة في المركبة، الذي يتحكم في سرعة السيارة في مواجهة العوامل الخارجية مثل التلال، بحيث لا تتجاوز المركبة سرعة معينة من خلال التحكم في مخرج المحرك.