<ص>
مع تقدم التكنولوجيا، تظهر أنظمة أكثر ذكاءً باستمرار في حياتنا، وأحد الأسرار وراء ذلك هو "التحكم في الحلقة المغلقة". لا تعمل هذه التقنية على تحسين القدرة على مكافحة التداخل فحسب، بل تعمل أيضًا على زيادة معدل التشغيل الآلي بشكل كبير. يقوم هذا النهج بجمع معلومات التغذية الراجعة واستخدامها لتشكيل حلقة تحكم، وبالتالي ضبط النظام لتحقيق التأثير المطلوب.
المبدأ الأساسي لنظام التحكم ذو الحلقة المغلقة هو ضبط المدخلات بشكل مستمر لتحقيق حالة مستقرة عن طريق قياس المخرجات بشكل مستمر ومقارنتها بالمدخلات المستهدفة.
مبدأ تشغيل نظام التحكم في الحلقة المغلقة
<ص>
يشتق مفهوم التحكم في الحلقة المغلقة اسمه من مسار المعلومات في النظام: حيث يؤثر الإدخال إلى عملية ما (على سبيل المثال، الجهد المطبق على محرك كهربائي) على مخرجات العملية (على سبيل المثال، السرعة أو عزم دوران المحرك). يتم قياس هذه المخرجات بواسطة أجهزة استشعار ومعالجتها بواسطة وحدات تحكم، ويتم "إرجاع" نتائجها، وهي إشارات تحكم، إلى العملية كمدخلات، وبالتالي إغلاق الحلقة.
في العديد من التطبيقات، يعمل التحكم في الحلقة المغلقة بشكل أفضل من التحكم في الحلقة المفتوحة لأنه يمكنه التكيف مع البيئات المتغيرة وعدم اليقين.
مزايا التحكم في الحلقة المغلقة
<ص>
تتمتع أنظمة التحكم ذات الحلقة المغلقة بالعديد من المزايا المتميزة. إنها مقاومة للاضطرابات الخارجية (على سبيل المثال، تأثيرات صعود التل في نظام تثبيت السرعة) وتضمن الأداء حتى عندما لا يكون النموذج مثاليًا. بالإضافة إلى ذلك، يظهر هذا النظام حساسية أقل لتغيرات المعلمات، مما يؤدي إلى تحسين أداء تتبع المرجع بشكل أكبر.
<ص>
على سبيل المثال، تستخدم أنظمة تثبيت السرعة في السيارات الحديثة هذه التقنية. عند مواجهة منحدر، تنخفض سرعة السيارة بسبب الجاذبية، لكن النظام سيضبط دواسة الوقود في الوقت المناسب لاستعادة السرعة التي حددها السائق. يتم تشغيل هذه العملية بواسطة خوارزمية تحكم متناسبة تكاملية مشتقة (PID).
الفرق بين التحكم في الحلقة المفتوحة والتحكم في الحلقة المغلقة
<ص>
تعمل أنظمة التحكم ذات الحلقة المفتوحة بطريقة محددة مسبقًا، في حين أن أنظمة التحكم ذات الحلقة المغلقة يمكنها التكيف مع الظروف الحالية، مما يجعل التحكم في الحلقة المغلقة أكثر مرونة وقابلية للتكيف. على سبيل المثال، في نظام التحكم ذي الحلقة المغلقة النموذجي، يتم إرجاع خرج النظام إلى وحدة التحكم من خلال جهاز استشعار ومقارنته بقيمة مرجعية لتوليد إشارة تصحيح لضبط أداء النظام.
تضمن هذه العملية استمرار النظام في العمل بكفاءة في بيئة متغيرة.
تطبيق وحدة التحكم PID
<ص>
أحد أكثر أشكال وحدات التحكم شيوعًا هو وحدة التحكم PID. يقوم بشكل مستمر بحساب الخطأ بين نقطة الضبط المطلوبة ومتغير العملية الفعلية ويقوم بإجراء تعديلات على المدخلات بناءً على ثلاثة مكونات: متناسب ومتكامل ومشتق. يعتبر جهاز التحكم PID من أهم تصميمات التحكم بالتغذية الراجعة وذلك بسبب تطبيقه الواسع في أنظمة التحكم المختلفة.
<ص>
عند ضبط معلمات PID، غالبًا ما تكون التعديلات التكرارية مطلوبة للحصول على أفضل ديناميكيات الحلقة المغلقة، وهي عملية قد لا تتطلب فهمًا واضحًا لنموذج المصنع.
الإمكانات المستقبلية
<ص>
مع تطور الذكاء الاصطناعي وتكنولوجيا الأتمتة، تكمن إمكانات أنظمة التحكم ذات الحلقة المغلقة في تحقيق تطبيقات ذكية ذات مستوى أعلى. على سبيل المثال، في إعدادات المدينة الذكية المستقبلية، يمكن تعديل إشارات المرور في حلقة مغلقة استنادًا إلى تدفق حركة المرور في الوقت الفعلي لتحسين كفاءة استخدام الطرق.
<ص>
إن التحكم في الحلقة المغلقة ليس مجرد قضية تقنية بسيطة؛ بل إن تطويره سيؤثر على أساليب التشغيل في جميع الصناعات في المستقبل. ربما في المستقبل القريب، سوف نعمل نحن البشر والتكنولوجيا معًا لخلق إمكانيات جديدة. كيف سيؤثر هذا على طريقة حياتنا؟