سامانه کنترل یا سیستم کنترل به مجموعهٔ ابزار و تمهیداتی گفته می شود که به منظور کنترل نمودن و تحت مدیریت قرار دادن رفتار فرایندها و سامانه ها مورد استفاده قرار می گیرد.
شرط اساسی یک سامانه کنترلی این است که باید پایدار باشد. همچنین باید علاوه بر پایداری مطلق، پایداری نسبی قابل قبولی نیز داشته باشد؛ یعنی پاسخ باید به طور معقولی سریع و میرا باشد. سامانه کنترلی باید بتواند خطاها را تا صفر یا مقادیر نسبتاً کمی کاهش دهد. شرط پایداری نسبی معقول و شرط دقت در حالت ماندگار ناسازگارند. در طراحی سامانه های کنترل باید میان این دو شرط مؤثرترین مصالحه را برقرار کرد.
روش اصلی طراحی هر سامانه کنترل عملی الزاماً مبتنی بر روش های آزمون و خطاست. ترکیب هر سامانه کنترل خطی از لحاظ نظری ممکن است؛ و مهندسی کنترل قادر است به روشی منظم اجزای لازم برای انجام منظوری مشخص را تعیین کند. اما در عمل ممکن است محدودیت های مختلفی بر سر راه سامانه قرار بگیرد. یا سامانه غیر خطی بشود. در چنین مواردی، هیچ روش ترکیبی وجود ندارد. حتی ممکن است که مشخصه های اجزا دقیقاً معلوم نباشند؛ بنابراین همواره ضرورت دارد که از روش های آزمون و خطا استفاده شود.
آنچه که در عمل با آن مواجه هستیم این است که دستگاه مشخصی وجود دارد و مهندس کنترل باید بقیه سامانه را به گونه ای طراحی کند تا کل سامانه بتواند مشخصات مفروضی را برآورده سازد؛ و وظیفه خاصی را انجام دهد. ویژگی های چنین سامانهٔ باید به صورت ریاضی بیان شود.
مهندس کنترل در طراحی سامانه های کنترل باید بتواند پاسخ سامانه به سیگنال ها و اغتشاشات گوناگون را تعیین و واکاوی کند. معمولاً طرح اولیه سامانه رضایتبخش نیست. پس در صورت لزوم سامانه را باید دوباره طراحی و واکاوی کند؛ و این فرایند را تا آنجا تکرار کند که به سامانه مطلوب دست یابد. پس از آن می تواند نمونه فیزیکی سامانه را بسازد.
چون در غالب سامانه های کنترل، زمان به عنوان متغیر مستقلی به کار می رود، معمولاً این کمیت برای یافتن پاسخهای حالت و خروجی نسبت به زمان، یا به صورت خلاصه، پاسخ زمانی، مورد توجه است. در مسایل واکاوی، به یک سامانه یک سیگنال ورودی مبنا اعمال می شود و عملکرد سامانه با مطالعه پاسخ سامانه در حوزه زمان ارزیابی می شود.
منظور از طراحی سامانه های کنترل در حوزه زمان استفاده از خواص و مشخصه های حوزه زمانی سامانهٔ است که قرار است طراحی شود. مشخصه های حوزه زمانی یک سامانه کنترل خطی با پاسخهای گذرا و حالت مانای سامانه وقتی برخی سیگنال های آزمون اعمال می شوند، عرضه می شوند. بسته به اهداف طراحی، این سیگنال های آزمون معمولاً به صورت یک تابع پله ای یا یک تابع شیبی یا تابع های حوزه زمانی دیگر است. وقتی ورودی یک تابع پله ای است غالباً درصد فراجهش، زمان خیز و زمان استقرار برای سنجش عملکرد سامانه به کار می روند. برای مشخص کردن پایداری نسبی سامانه به لحاظ کمی نسبت میرایی و فرکانس نامیرای طبیعی را می توان به کار برد. این کمیتها را تنها در مورد سامانه مرتبه دوم نمونه می توان دقیقاً تعریف کرد. در سامانه های مرتبه بالاتر این کمیتها تنها وقتی معنی دارند که جفت قطب های نظیر تابع تبدیل حلقه بسته بر پاسخ دینامیک سامانه مسلط باشند؛ بنابراین برای طراحی در حوزه زمان، معیارهای طراحی غالباً شامل ماکسیمم فراجهش به عنوان یک پارامتر طراحی می شوند.
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفشرط اساسی یک سامانه کنترلی این است که باید پایدار باشد. همچنین باید علاوه بر پایداری مطلق، پایداری نسبی قابل قبولی نیز داشته باشد؛ یعنی پاسخ باید به طور معقولی سریع و میرا باشد. سامانه کنترلی باید بتواند خطاها را تا صفر یا مقادیر نسبتاً کمی کاهش دهد. شرط پایداری نسبی معقول و شرط دقت در حالت ماندگار ناسازگارند. در طراحی سامانه های کنترل باید میان این دو شرط مؤثرترین مصالحه را برقرار کرد.
روش اصلی طراحی هر سامانه کنترل عملی الزاماً مبتنی بر روش های آزمون و خطاست. ترکیب هر سامانه کنترل خطی از لحاظ نظری ممکن است؛ و مهندسی کنترل قادر است به روشی منظم اجزای لازم برای انجام منظوری مشخص را تعیین کند. اما در عمل ممکن است محدودیت های مختلفی بر سر راه سامانه قرار بگیرد. یا سامانه غیر خطی بشود. در چنین مواردی، هیچ روش ترکیبی وجود ندارد. حتی ممکن است که مشخصه های اجزا دقیقاً معلوم نباشند؛ بنابراین همواره ضرورت دارد که از روش های آزمون و خطا استفاده شود.
آنچه که در عمل با آن مواجه هستیم این است که دستگاه مشخصی وجود دارد و مهندس کنترل باید بقیه سامانه را به گونه ای طراحی کند تا کل سامانه بتواند مشخصات مفروضی را برآورده سازد؛ و وظیفه خاصی را انجام دهد. ویژگی های چنین سامانهٔ باید به صورت ریاضی بیان شود.
مهندس کنترل در طراحی سامانه های کنترل باید بتواند پاسخ سامانه به سیگنال ها و اغتشاشات گوناگون را تعیین و واکاوی کند. معمولاً طرح اولیه سامانه رضایتبخش نیست. پس در صورت لزوم سامانه را باید دوباره طراحی و واکاوی کند؛ و این فرایند را تا آنجا تکرار کند که به سامانه مطلوب دست یابد. پس از آن می تواند نمونه فیزیکی سامانه را بسازد.
چون در غالب سامانه های کنترل، زمان به عنوان متغیر مستقلی به کار می رود، معمولاً این کمیت برای یافتن پاسخهای حالت و خروجی نسبت به زمان، یا به صورت خلاصه، پاسخ زمانی، مورد توجه است. در مسایل واکاوی، به یک سامانه یک سیگنال ورودی مبنا اعمال می شود و عملکرد سامانه با مطالعه پاسخ سامانه در حوزه زمان ارزیابی می شود.
منظور از طراحی سامانه های کنترل در حوزه زمان استفاده از خواص و مشخصه های حوزه زمانی سامانهٔ است که قرار است طراحی شود. مشخصه های حوزه زمانی یک سامانه کنترل خطی با پاسخهای گذرا و حالت مانای سامانه وقتی برخی سیگنال های آزمون اعمال می شوند، عرضه می شوند. بسته به اهداف طراحی، این سیگنال های آزمون معمولاً به صورت یک تابع پله ای یا یک تابع شیبی یا تابع های حوزه زمانی دیگر است. وقتی ورودی یک تابع پله ای است غالباً درصد فراجهش، زمان خیز و زمان استقرار برای سنجش عملکرد سامانه به کار می روند. برای مشخص کردن پایداری نسبی سامانه به لحاظ کمی نسبت میرایی و فرکانس نامیرای طبیعی را می توان به کار برد. این کمیتها را تنها در مورد سامانه مرتبه دوم نمونه می توان دقیقاً تعریف کرد. در سامانه های مرتبه بالاتر این کمیتها تنها وقتی معنی دارند که جفت قطب های نظیر تابع تبدیل حلقه بسته بر پاسخ دینامیک سامانه مسلط باشند؛ بنابراین برای طراحی در حوزه زمان، معیارهای طراحی غالباً شامل ماکسیمم فراجهش به عنوان یک پارامتر طراحی می شوند.
wiki: سامانه کنترل