La differenza principale tra sistemi di controllo ad anello chiuso e ad anello aperto è come o se il sistema gestisce il feedback. Sebbene siano entrambi una parte importante dei sistemi elettromeccanici, ciascuno di essi fornisce un metodo vantaggioso per il controllo motorio quando viene utilizzato nella giusta applicazione.

La cosa grandiosa di entrambi i sistemi ad anello aperto e chiuso è che, tra i due tipi di sistemi, è possibile essenzialmente progettare una macchina per completare la maggior parte di qualsiasi processo, per tutto il tempo necessario per l’esecuzione del processo.

Tuttavia, il ciclo di feedback di base del sistema di controllo è ciò che distingue i sistemi ad anello aperto e chiuso, anche se molti sistemi condividono componenti molto simili (azionamenti, motori, controller, ecc.).

La ripartizione di base di un sistema di controllo

I sistemi di controllo hanno tipicamente tre parti di base: un metodo di input, un processo di amplificazione e un’uscita.

Il metodo di input è generalmente un segnale derivato da una sorgente come temperatura, velocità, forza, coppia o posizione. L’input può essere derivato anche da molti altri eventi fisici o ambientali. L’ingresso che viene registrato dal sistema di controllo attiva quindi un processo di amplificazione (o guadagni) che cambia il segnale di ingresso in qualche forma di uscita.

Mentre questa è la ripartizione più elementare di un sistema di controllo, i sistemi più complessi possono caratterizzare più fonti di input, pianificazione e modellazione del guadagno, loop di controllo complessi, filtri di segnale di ingresso e di uscita e altro ancora. Di conseguenza non è raro che questi complessi sistemi di controllo abbiano una varietà di segnali di uscita.

Il sistema di controllo ad anello aperto

In un sistema ad anello aperto, la topologia è simile al tipico sistema di controllo (come descritto sopra-ingresso, amplificazione, uscita); un ingresso avvia il sistema con conseguente uscita desiderata. Una volta avviata l’attività, l’attività in genere continua a essere eseguita fino al completamento. È un sistema unidirezionale che non ha feedback per alterare il funzionamento della macchina.

Un esempio di questo tipo di sistema è un tostapane basato su timer. Il pane viene messo nel tostapane, viene impostato un timer e una leva viene spinta verso il basso fungendo da interruttore per avviare il processo. Le bobine tostapane calore e rimanere riscaldato per il tempo impostato sul timer, poi il brindisi si apre, bobine si spengono, e il processo termina.

Il sistema di controllo a circuito chiuso

I sistemi a circuito chiuso aggiungono un tipo di feedback che consente al sistema di controllo di apportare modifiche ai suoi processi. L’input, il feedback e l’output sono costantemente monitorati e confrontati. L’output viene aggiornato, spesso a una velocità periodica definita. La fase di amplificazione funziona essenzialmente più e più volte per produrre un’uscita in continua evoluzione.

Due esempi molto comuni di sistemi a circuito chiuso che le persone usano frequentemente sono i sistemi di controllo della temperatura (termostato domestico) e i sistemi di controllo della velocità (nei veicoli). Entrambi si basano sul feedback e su un sistema a circuito chiuso per effettuare regolazioni automatiche senza input da parte di un utente, oltre alla creazione di un set point.

Quando la temperatura di una stanza cambia, la temperatura effettiva viene immessa nel sistema a circuito chiuso e confrontata con la temperatura del set point, e il controller controlla quindi i meccanismi e i processi che gestiscono l’uscita (generazione e flusso di aria calda o fredda).

Allo stesso modo, in un sistema di controllo della velocità del veicolo, l’input di feedback è la velocità effettiva del veicolo. Dopo il confronto con la velocità impostata desiderata, l’amplificazione controlla la velocità di variazione del comando di velocità (accelerazione) per far viaggiare il veicolo in modo fluido e coerente alla velocità impostata.

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