إن نظم مراقبة التغذية ضرورية في مختلف التطبيقات الهندسية والتكنولوجية، وهي تكفل أن تعمل النظم بكفاءة وأن تحافظ على مستويات الأداء المنشودة، ففهم مكونات نظم مراقبة التغذية المرتدة أمر حاسم بالنسبة للطلاب والمربين في التخصصات الهندسية، وهذه المادة توفر نظرة متعمقة على المكونات الرئيسية لنظم مراقبة التغذية المرتدة.

ما هو نظام مراقبة التغذية؟

نظام مراقبة التغذية المرتدة هو نظام يستخدم التغذية المرتدة لتنظيم تشغيله ويرصد باستمرار ناتجه ويعدل مدخله على أساس ذلك الناتج لتحقيق الأداء المنشود

العناصر الرئيسية لنظم مراقبة التغذية

  • Sensor
  • المراقب المالي
  • المُضيّق
  • الناتج المرجعي
  • Feedback Path

1- جهاز الاستشعار

أجهزة الاستشعار هي أجهزة لقياس ناتج النظام، وهي توفر بيانات حرجة تُبلغ المتحكم بالحالة الراهنة للنظام، وتشمل الأنواع المشتركة من أجهزة الاستشعار درجة الحرارة، ومجسات الضغط، ومجسات المواقع.

2 - المراقب المالي

ويقوم المراقب بفحص المعلومات الواردة من جهاز الاستشعار، ويحدد التعديلات اللازمة على النظام للحفاظ على الناتج المرغوب فيه أو تحقيقه، ويمكن أن يكون المراقب المالي بسيطا، مثل جهاز الأشعة، أو معقدا، مثل جهاز مراقبة خاص بأجهزة الادخار (Proportional-Integral-Derivative).

3 - المُحاضر

المُنشطون هم العناصر التي تقوم بالقيادة من المُراقب، يُحولون إشارات التحكم إلى أفعال جسدية، مثل نقل صمام أو تعديل سرعة المحرك، إنّ فعالية المُصوّر أمر حاسم الأهمية للأداء العام لنظام مراقبة التغذية المرتدة.

4- المدخلات المرجعية

والمدخل المرجعي هو الهدف المنشود أو النقطة المحددة للنظام، وهو بمثابة معيار لمقارنة الناتج الفعلي مقارنة به، والاستمرار في الناتج القريب من المدخلات المرجعية هو الهدف الرئيسي لنظم مراقبة التغذية المرتدة.

5 - مسار التغذية

مسار التغذية المرتدة هو الطريق الذي يتم من خلاله إعادة بيانات الناتج إلى المتحكم هذا الطريق ضروري لجهاز التحكم لاتخاذ قرارات مستنيرة بشأن التعديلات

أنواع نظم مراقبة التغذية

  • نظم مراقبة المواقع المفتوحة
  • نظم مراقبة المواقع المغلقة

1- نظم مراقبة المواقع المفتوحة

وتعمل نظم مراقبة المواقع المفتوحة دون ترددات، وهي تنفذ أوامر تستند فقط إلى المدخلات دون رصد الناتج، وفي حين أنها أبسط وأرخص، فإنها تفتقر إلى القدرة على التكيف مع التغيرات أو الاضطرابات في البيئة.

2 - نظم مراقبة المواقع المغلقة

وتستخدم نظم مراقبة المواقع المغلقة التغذية المرتدة لتعديل عملياتها، وهي ترصد باستمرار الناتج وتُدخل تعديلات في الوقت الحقيقي للحفاظ على الأداء المنشود، وهذا النوع من النظام أكثر تعقيدا، ولكنه يوفر قدرا أكبر من الدقة والاستقرار.

تطبيقات نظم مراقبة التغذية

  • نظم السيارات
  • التشغيل الآلي الصناعي
  • الروبوتات
  • هندسة الفضاء الجوي
  • نظم HVAC

1- النظم الآلية

وتشكل نظم مراقبة التغذية جزءا لا يتجزأ من التطبيقات الحديثة للسيارات، مثل مراقبة الرحلات البحرية ونظم التفاخر المضادة للحواجز، وهذه النظم تعزز السلامة والراحة من خلال الحفاظ على الأداء المرغوب للمركبات.

2- التلقّي الصناعي

وفي الأوساط الصناعية، تُفضّل نظم مراقبة التغذية المرتدة العمليات إلى أقصى حد، وتُحسّن الكفاءة، وهي تستخدم في خطوط التصنيع، حيث يلزم التحكم الدقيق في الآلات من أجل جودة المنتجات.

3- الآليات

ويعتمد الجهاز الآلي اعتمادا كبيرا على نظم مراقبة التغذية المرتدة من أجل التحركات والعمليات المحددة، وتتيح هذه النظم للآليين التكيف مع بيئتهم والقيام بمهام معقدة بدقة.

4 - هندسة الفضاء الجوي

وفي الفضاء الجوي، تتسم نظم مراقبة التغذية المرتدة بأهمية حاسمة بالنسبة لمراقبة الطيران والملاحة، وهي تكفل الحفاظ على استقرار الطائرات والاستجابة على النحو المناسب للقيادات النموذجية والظروف البيئية.

5- نظم البرمجيات الخاصة بشبكة HVAC

وتستخدم نظم التدفئة والتهوية وتكييف الهواء مراقبة التغذية الارتجاعية للحفاظ على البيئات المغلقة المريحة، وهي تضبط درجة الحرارة والتدفق الجوي استنادا إلى قراءات الاستشعار، وتضمن كفاءة الطاقة والراحة الشاغلة.

خاتمة

إن نظم مراقبة التغذية الحيوية في العديد من الميادين، وتوفر الآليات اللازمة للحفاظ على النواتج والأداء المنشودين، وفهم مكونات وتطبيقات هذه النظم أمر أساسي بالنسبة للطلاب والمهنيين في مجال الهندسة والتكنولوجيا، وبما أن التقدم التكنولوجي سيستمر في تطوير نظم مراقبة التغذية المرتدة، مما يوفر قدرا أكبر من الدقة والكفاءة.