Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » التحكم في الحلقة المغلقة في أنظمة التحكم الرقمي بالكمبيوتر

التحكم في الحلقة المغلقة في أنظمة التحكم الرقمي بالكمبيوتر

1980
CNC machine with closed-loop control system and feedback devices in automation.

(صورة توضيحية فقط)

تستخدم آلات CNC عالية الدقة حلقة مغلقة نظام تحكم لضمان الدقة. يستخدم هذا النظام أجهزة تغذية راجعة، مثل أجهزة التشفير الدورانية على المحركات المؤازرة أو المقاييس الخطية على محاور الآلة، لمراقبة موضع الآلة الفعلي باستمرار. يقارن المتحكم هذه التغذية الراجعة الآنية مع الموضع المطلوب من البرنامج، ويُجري تصحيحات فورية لتعويض الأخطاء.

يُعد نظام التحكم ذو الحلقة المغلقة مفهومًا أساسيًا في مجال الأتمتة، إذ يوفر درجة عالية من الدقة والموثوقية، وهو أمر بالغ الأهمية في تطبيقات التحكم الرقمي بالحاسوب (CNC). ونظيره هو... open-loop يُعد هذا النظام أبسط وأقل تكلفة، ويستخدم عادةً محركات متدرجة. في نظام الحلقة المفتوحة، يرسل المتحكم أمرًا (مثل "تحرك 100 خطوة") إلى محرك ويفترض هذا الأسلوب إتمام العملية على أكمل وجه، دون وجود طريقة للتحقق من النتيجة. وقد يؤدي ذلك إلى عدم دقة النتائج في حال توقف المحرك، أو فقدانه للخطوات بسبب الحمل الزائد، أو وجود عيوب ميكانيكية مثل وجود خلوص في براغي القيادة.

على النقيض من ذلك، يُغلق نظام الحلقة المغلقة الحلقة بإشارة تغذية راجعة. تتكون مكوناته الأساسية من وحدة التحكم، والمُشغِّل (عادةً ما يكون محركًا مؤازرًا)، ومستشعر التغذية الراجعة (مُشفِّر أو مقياس). تُرسل وحدة التحكم أمر حركة إلى المحرك المؤازر. يقوم المُشفِّر، الموصول فعليًا بعمود المحرك أو محور حركة الآلة، بقياس الحركة الفعلية وإرسال سلسلة من بيانات الموضع إلى وحدة التحكم. تقوم منطق وحدة التحكم، والتي غالبًا ما تكون خوارزمية PID (التناسبية التكاملية التفاضلية)، بحساب "خطأ المتابعة" باستمرار، وهو الفرق بين الموضع المطلوب والموضع الفعلي الذي يُبلغه المُشفِّر. في حال اكتشاف خطأ، تُعدّل وحدة التحكم الإشارة المُرسلة إلى المحرك لتصحيح هذا التباين في الوقت الفعلي. تتيح هذه العملية المستمرة للتحكم والقياس والمقارنة والتصحيح للنظام التعويض عن المتغيرات الديناميكية مثل ضغط الأداة والتمدد الحراري لمكونات الآلة والتآكل الميكانيكي، مما ينتج عنه دقة وقابلية تكرار أعلى بكثير مما هو ممكن مع أنظمة الحلقة المفتوحة.

UNESCO Nomenclature: 3301
الأتمتة

يكتب

نظام مجرد

خلل

Substantial

الاستخدام

استخدام واسع النطاق

مقدمات

  • اختراع آلية التحكم
  • تطوير نظرية التحكم، بما في ذلك وحدة التحكم PID
  • اختراع أجهزة ردود الفعل الموضعية مثل المشفرات الدوارة والخطية
  • توافر المعالجات الدقيقة القادرة على العمل في الوقت الحقيقي معالجة الإشارات

التطبيقات

  • تصنيع الآلات الفضائية عالية الدقة
  • جهاز طبي تصنيع
  • معدات تصنيع أشباه الموصلات
  • مراكز تصنيع عالية السرعة
  • آلات قياس الإحداثيات (CMM)
  • الروبوتات الصناعية

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارية محتملة

  • predictive حلقة مغلقة systems using AI to anticipate errors before they occur
  • multi-sensor fusion feedback (صوتي, thermal, positional) for holistic machine state awareness
  • التحكم اللامركزي في الحلقة المغلقة لأسراب من الروبوتات التصنيعية
  • أجهزة ترميز حصاد الطاقة التي تعمل على تشغيل نفسها من حركة الآلة
  • أجهزة استشعار الموضع على مستوى الكم لتحقيق دقة غير مسبوقة في التصنيع النانوي
  • أنظمة الحلقة المغلقة التي تتكيف مع تآكل الأداة بناءً على ردود فعل قوة القطع في الوقت الفعلي
  • biometric feedback loops where the machine adapts to a human operator’s physiological state
  • أنظمة التحكم ذاتية الشفاء التي يمكنها إعادة توجيه الإشارات حول المكونات التالفة
  • التحكم في الحلقة المغلقة للروبوتات الناعمة باستخدام أجهزة استشعار مرنة وموزعة
  • أنظمة التحكم التي تستخدم بيانات البيئة المحيطة للتعويض المسبق عن الانجراف الحراري
ذات صلة بـ: الحلقة المغلقة، نظام التحكم، التحكم الرقمي بالحاسوب، المحرك المؤازر، المشفر، التغذية الراجعة، وحدة التحكم PID، الدقة، الضبط، الأتمتة.

السياق التاريخي

التحكم في الحلقة المغلقة في أنظمة التحكم الرقمي بالكمبيوتر

1980
1980
1980
1980
1980
1980
1980
1980
1980
1980
1980
1980
1980
1980
1980

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.