Co to jest zysk pętli?
Wzmocnienie pętli jest pojęciem stosowanym do wzmocnienia parametru, gdy część sygnału wyjściowego urządzenia w obwodzie lub systemie jest zwracana jako dane wejściowe do urządzenia. Istnieją układy wzmocnienia pętli ujemnych i dodatnich. Ten mechanizm sprzężenia zwrotnego jest ważny jako technika sterowania w kontroli procesów chemicznych, liniach produkcyjnych, obwodach elektronicznych i systemach biologicznych.
Pisk głośnika, gdy skierowany jest na niego mikrofon, ilustruje wzmocnienie pętli poza kontrolą. Mikrofon odbiera dźwięk z głośnika i wysyła go z powrotem do wzmacniacza, który powiększa dźwięk i ponownie wysyła go z głośnika. W miarę trwania cyklu sygnał jest większy niż operacyjny zakres wejściowy głośnika i denerwujące problemy dźwiękowe.
W przypadku negatywnej informacji zwrotnej informacje cofają się. Strumienie wejściowe docierają do etapu przetwarzania, następuje proces lub zmiana, a parametr wyjściowy jest mierzony i porównywany z wartością zadaną lub pożądaną wartością. Dokonano regulacji w górę i pętla się powtarza. Jest to system sprzężenia zwrotnego wzmocnienia w zamkniętej pętli.
Pozytywne sprzężenie zwrotne, zwane również sprzężeniem zwrotnym, występuje, gdy parametry strumienia wejściowego są mierzone przed procesem, a sterownik jest regulowany przed rozpoczęciem procesu. Oba systemy mają zalety i zwykle są łączone za pomocą kontrolera sprzężenia zwrotnego w celu dostarczenia informacji do kontrolera przekazywania. Kontroler przesyłu danych przetwarza te dane z danymi parametru strumienia wejściowego, aby dokonać korekty.
Ogrzanie strumienia cieczy do ustalonej temperatury przez przepuszczenie cieczy przez wymiennik ciepła demonstruje ten połączony system sterowania. Temperatura i szybkość przepływu wchodzącej cieczy są wysyłane do kontrolera sprzężenia zwrotnego. Temperatura końcowa jest wysyłana do sterownika sprzężenia zwrotnego, który porównuje ją z wartością zadaną. Kontroler sprzężenia zwrotnego modyfikuje wymaganą przez kontroler sprzężenia zwrotnego bieżącą informację, którą otrzymuje. Dzięki zastosowaniu tego połączonego układu regulacji wzmocnienia w zamkniętej pętli unika się wahań temperatury ogrzanej cieczy, a pozostały proces przebiega bardziej płynnie.
Połączony system sterowania sprzężeniem zwrotnym / sprzężeniem zwrotnym można nazwać buforem, ponieważ działa w celu utrzymania stałej wartości wyjściowej. Wzmacniacz operacyjny to urządzenie elektroniczne, które robi to samo. Przyjmuje dwa wejścia i ma jedno wyjście, które przechodzi w stan wysoki lub niski, w zależności od różnicy wejść. Konstrukcja niektórych wzmacniaczy operacyjnych powoduje odwrócenie jednej z wartości wejściowych lub zmianę znaku, a następnie wyjście jest odsyłane jako jedno z wejść. Celem jest zrównoważenie obu wejść do tej samej wartości.
Wzmocnienie w otwartej pętli odnosi się do mechanizmu kontrolnego, który nie wykorzystuje żadnych informacji o procesie do kontrolowania zachowania systemu. Wzmacniacz operacyjny można scharakteryzować jako urządzenie wzmacniające w otwartej pętli, ale umieszcza się je w większym systemie sterowania sprzężeniem zwrotnym, który jest zamknięty. Służy jako urządzenie buforujące w obwodzie.
Produkcja wykorzystuje systemy sprzężenia zwrotnego wzmocnienia w pętli zamkniętej, choć często za pomocą procesów ręcznych. Podstawą statystycznej kontroli procesu jest kolejne wyrażenie systemu informacji zwrotnej. Systemy biologiczne wykorzystują kontrolę pętli wzmocnienia, od kontroli oddychania komórkowego do równowagi całych ekosystemów.