Sw3.6-m1-1.2-Slajd12
Systemy wbudowane(8)
Jeżeli ograniczymy nasze rozważania do systemów technicznych, w których możemy zaobserwować efekty oddziaływania na proces i „na bieżąco” korygować oddziaływanie, to wówczas mówimy o sterowaniu w układzie zamkniętym. Mamy wówczas do czynienia z tak zwaną pętlą sterowania lub ze sprzężeniem zwrotnym.
Realizacja takiego procesu wymaga jednak odpowiednich rozwiązań.
- W obu przypadkach (w układzie otwartym lub zamkniętym) istnieje konieczność opisu obiektu sterowania. Oczywistą jest rzeczą, że celowe oddziaływanie na proces będzie zależało od znajomości tego procesu. Problematyka poszukiwania opisu procesów nosi nazwę identyfikacji procesów i wchodzi w zakres problematyki sterowania. Istnieje wiele wyspecjalizowanych metod identyfikacji procesów i dziedzina ta posiada swoją specyfikę i bogatą bibliografię.
- Istotnym elementem oceny zachowania procesu są pomiary. Wykorzystywane do tego celu metody i urządzenia winny zapewnić szybki i niezawodny pomiar, a dodatkowo wyrażony za pomocą takich sygnałów, które łatwo dają się wykorzystać do automatycznej realizacji sterowania. Dziedzina zajmująca się metodami i urządzeniami pomiarowymi zwana jest metrologią techniczną i również jest niezwykle obszerna tak jak różnorodne są wielkości, które należy mierzyć.
- Wyznaczyć należy odpowiednią regułę oddziaływania na obiekt w celu zmiany jego zachowania - jeśli obserwowane jest niepożądane, lub utrzymania zachowania pożądanego w sytuacji różnych zakłóceń. Wyznaczaniem reguł sterowania zajmuje się teoria sterowania. Wynikiem uzyskiwanym za pomocą teorii sterowania jest algorytm sterowania. Urządzenie realizujące ten algorytm nosi nazwę sterownika lub regulatora.
- Należy zastosować właściwe urządzenia efektywnie oddziaływujące na obiekt zgodnie z wyznaczoną regułą sterowania. Urządzenia takie noszą nazwę urządzeń wykonawczych, najczęściej o charakterze zbliżonym do charakteru obiektu (np.. dla obiektu typu silnika elektrycznego urządzenia wykonawcze będą miały postać styczników, dla systemu wodociągowego będą to zawory hydrauliczne lub pompy, itp.).
Oprócz znajomości poszczególnych elementów systemu sterowania, niezbędna jest jeszcze możliwość całościowej oceny systemu. Teoria sterowania zajmuje się również oceną jakości sterowania.
Zwróćmy jeszcze uwagę na niezmiernie istotny fakt obrazujący różnicę między odniesieniem do obiektu lub procesu sterowanego specjalisty-technologa procesu a automatyka. Głównym zadaniem technologa jest dbałość o produkt (efekt końcowy procesu). Jego uwaga jest skupiona na pytaniu: co produkujemy? Natomiast uwaga automatyka skupiona jest na pytaniu: jak to się dzieje? Automatyk pyta o dynamikę procesu.
Z punktu widzenia sterowania różne procesy mogą posiadać taka samą dynamikę (zmienność w czasie). Klasycznym przykładem obrazującym to różne widzenie mogą być dwa różne obiekty: zbiornik wody i kondensator. Są zupełnie różne, dotyczą różnych wielkości fizycznych i zupełnie różnych technologii (opisem zbiorników wody zajmuje się hydraulika, opisem kondensatorów – elektrotechnika). Obiekty te jednak są identyczne z punktu widzenia sterowania, ponieważ w obu przypadkach mamy do czynienia z procesem sumowania (całkowania). Zbiornik służy do gromadzenia wody a kondensator ładunku, lecz w obu przypadkach mamy do czynienia z procesem sumowania w czasie. Z punktu widzenia dynamiki są to równoważne obiekty.
