Name: feedback in open and closed control systems
Uploaded: 2024-09-26T13:17:14.000Z
Duration: 1 min 17 s
Channel: JoVE

Los sistemas de control se clasifican principalmente como sistemas de control de bucle abierto y de bucle cerrado o de retroalimentación.
Los elementos de un sistema de bucle abierto son el controlador y el proceso controlado. Se aplica una señal de entrada al controlador, que controla el proceso para que la variable controlada funcione de acuerdo con los estándares prescritos.
Los sistemas de bucle abierto funcionan independientemente de la salida. Un ejemplo práctico es una lavadora que funciona por tiempo sin medir la limpieza de la ropa.
Son ventajosos cuando el resultado es difícil de cuantificar o la medición precisa no es económicamente viable.
Los sistemas de bucle cerrado incluyen uno o más enlaces de retroalimentación desde la salida hasta la entrada para un control más preciso.
En un sistema de control de velocidad de ralentí de circuito cerrado, cualquier diferencia entre la velocidad de ralentí deseada y la velocidad real se detecta y corrige ajustando el ángulo del acelerador. Por lo tanto, debido al uso de la retroalimentación, el sistema se recupera rápidamente después de una perturbación en el valor preestablecido.
Sin embargo, son más complejos de construir y, por lo general, tienen un costo y una potencia más altos debido al uso de más componentes.

sistemas de control de circuito abierto y cerrado

Open and closed-loop control systems

Los sistemas de control son elementos fundamentales en la automatización y la ingeniería. Se clasifican en general en sistemas de circuito abierto y de circuito cerrado. Estas clasificaciones dependen de la presencia o ausencia de mecanismos de retroalimentación, lo que influye significativamente en el rendimiento, la complejidad y la aplicación del sistema.
Un sistema de control de circuito abierto funciona sin retroalimentación de la salida. Consta de dos elementos principales: el controlador y el proceso controlado. El controlador recibe una señal de entrada y manipula el proceso para lograr el resultado deseado. Es importante destacar que los sistemas de circuito abierto funcionan independientemente de la salida, lo que significa que no hay una corrección automática basada en el rendimiento del sistema. Un ejemplo común de un sistema de circuito abierto es una lavadora que funciona en un ciclo de tiempo predefinido. No ajusta su funcionamiento en función de la limpieza de la ropa, lo que resalta la ausencia de retroalimentación. Los sistemas de circuito abierto son ventajosos en escenarios en los que la medición precisa de la salida es poco práctica o económicamente inviable. Por lo general, son más simples y menos costosos de diseñar y mantener debido a su arquitectura sencilla.
Por el contrario, los sistemas de control de bucle cerrado o de retroalimentación incorporan uno o más bucles de retroalimentación que monitorean continuamente la salida y ajustan la entrada en consecuencia para mantener el rendimiento deseado. Esta configuración mejora significativamente la precisión y la capacidad de respuesta. Por ejemplo, en un sistema de control de velocidad de ralentí de bucle cerrado utilizado en motores de automóviles, el sistema monitorea constantemente la velocidad de ralentí y la compara con la velocidad deseada. Si se detecta una discrepancia, el sistema ajusta el ángulo del acelerador para corregir la velocidad. Este mecanismo de retroalimentación permite que el sistema se recupere rápidamente de las perturbaciones y mantenga el valor preestablecido, lo que garantiza un rendimiento constante.
A pesar de su precisión superior y su capacidad para manejar perturbaciones, los sistemas de circuito cerrado son inherentemente más complejos. Requieren componentes adicionales para monitoreo y retroalimentación, lo que aumenta la complejidad del diseño, el costo y el consumo de energía. La elección entre sistemas de circuito abierto y circuito cerrado depende de los requisitos específicos de la aplicación, incluida la necesidad de precisión, la viabilidad de la medición de salida y consideraciones económicas.

Sistemas de control de circuito abierto y cerrado

Los sistemas de control se clasifican principalmente como sistemas de control de bucle abierto y de bucle cerrado o de retroalimentación.
Los elementos de un sistema de bucle abierto son el controlador ...

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Electrical Engineering

Unit 1

Introduction to Control Systems

KEY TERMS AND CONCEPTS

feedback in open and closed control systems

Control systems are key parts of automation and engineering. They are usually grouped into open-loop and closed-loop systems. The difference depends on whether the output is fed back to the controller.

An open-loop control system works without feedback from the output. It has two main parts: the controller and the controlled process. The controller receives an input signal and drives the process to reach the desired result. Because it does not check the output, the system does not correct itself automatically.

A washing machine that runs for a preset time is a common open-loop example. It keeps running on the set cycle and does not measure how clean the clothes are. Open-loop systems are useful when measuring the output is difficult or too expensive. They are also simpler and cheaper to design and maintain.

A closed-loop control system, also called a feedback control system, uses one or more feedback loops. These loops monitor the output and adjust the input to keep the system near the desired value. This feedback improves accuracy and responsiveness.

An automotive idle-speed control system is a clear example of a closed-loop system. It monitors engine idle speed and compares it with the target speed. If the speed changes, the system adjusts the throttle angle to correct it. This helps the system recover quickly from disturbances and keep a steady preset value.

Closed-loop systems are more complex than open-loop systems. They need extra parts for monitoring and feedback, which can increase design complexity, cost, and power use. The best choice depends on the application’s needs, including precision, whether the output can be measured, and cost.

Feedback in Open and Closed Control Systems

feedback-in-open-and-closed-control-systems

control systems

Feedback in Everyday Control Systems

Control systems use feedback to keep a variable close to a desired value. They appear in both natural and engineered settings. Examples include blood sugar regulation, heart rate changes during stress, elevators, automated vehicles, aerospace systems, and automated manufacturing. A control system is a network of subsystems and processes that turns an input into a desired output. Several parts work together in that network. The controlled variable is the quantity the system tries to regulate.

control systems: applications

Control Systems in Cars and Furnaces

Control systems are used in cars, electric furnaces, and space shuttles to manage devices and processes. They help equipment work safely, correctly, and efficiently. Electrical engineering plays a central role in making these systems work in daily life. In modern vehicles, control systems help manage performance and safety. The steering wheel and accelerator are key inputs in the car control system. The steering direction and pedal pressure are processed to control the vehicle’s speed and...

open and closed-loop control systems

Control systems are key parts of automation and engineering. They are usually grouped into open-loop and closed-loop systems. The difference depends on whether the output is fed back to the controller. An open-loop control system works without feedback from the output. It has two main parts: the controller and the controlled process. The controller receives an input signal and drives the process to reach the desired result. Because it does not check the output, the system does not correct...

effects of feedback

Feedback in Control Systems: Gain and Stability

Feedback in control systems changes gain, stability, and noise response. It does more than reduce error. A basic feedback system uses input, output, error, and feedback signals to shape how the system behaves. One major effect is on gain. Gain is the amount a system amplifies an input. Without feedback, the gain is changed by the factor 1 + GH, where G is the open-loop gain and H is the feedback factor. This means feedback can increase or reduce gain, depending on the frequency range. <br...

feedback control systems

Types of Feedback Control Systems

Feedback control systems can be grouped by how they behave, how their parameters change, and what kind of signals they use. These categories help engineers choose the right control method for a given system. They also make design and analysis easier. Linear feedback systems are theoretical models that simplify control design. In these systems, output is directly proportional to input within a certain range. An amplifier is a good example, but only while the input stays within its allowed range.

key terms and concepts

Learn how open-loop and closed-loop control systems work, why feedback matters, and how examples like washing machines and engine idle control differ.

Feedback in Open and Closed Control Systems | JoVE K12

JoVE Core Electrical Engineering offers easy-to-understand animated videos that cover fundamental concepts of electric circuits along with circuit analysis techniques. It incorporates first-order and second-order circuits using operational amplifiers and circuit transformation concepts. The inclusion of practical design examples and real-world applications through scientist-in-action videos adds significant educational value, making complex concepts accessible.

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Feedback in Open and Closed Control Systems

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