إن نظرية المراقبة هي جانب أساسي من جوانب الهندسة يركز على تصميم النظم التي ينبغي التصرف بها بطرق مرغوبة، وتشمل وضع نماذج رياضية وآليات للتغذية الارتجاعية لتنظيم أداء النظام، وتستكشف هذه المادة التطبيقات العملية لنظرية الرقابة من خلال دراسات الحالات الإفرادية وعمليات الحساب.

دراسة حالة 1: تنظيم التمهيد في مفاعل كيميائية

وفي هذه الحالة، يستخدم جهاز التحكم في المشتقات المتكاملة التناسبية للحفاظ على درجة الحرارة داخل مفاعل كيميائي، ويشمل نموذج النظام ديناميات نقل الحرارة، وتُستخدم البارامترات المتحكمة لتحقيق الاستقرار والاستجابة.

وتشمل الحسابات تحديد المكاسب النسبية (Kp)، والوقت المتكامِل (Ti)، والوقت المشتق (Td) استناداً إلى بيانات استجابة النظام، والهدف هو التقليل إلى أدنى حد من الإفراط في إطلاق النار والخطأ في الوضع، مع الحفاظ على وقت الاستجابة السريعة.

دراسة الحالة 2: سرعة التحكم في محرك كهربائي

وتطبق نظرية التحكم على تنظيم سرعة المحرك الكهربائي باستخدام حلقة التغذية المرتدة، ويعدّل متحكم متناسب بسيط مدخلات الفولطية استنادا إلى الفرق بين السرعة المرغوبة والسرعة الفعلية.

وتشمل الحسابات وظيفة نقل المحرك وكسب المتحكم، ويهدف التطويع إلى تحقيق توازن بين الاستجابة السريعة والحد الأدنى من التقشف.

الحسابات الرئيسية في نظم الرقابة

  • إثراء وظيفة النقل
  • المراقب المالي يكسب نفقاته
  • تقييم هامش الاستقرار
  • تقدير وقت الاستجابة