Systém otevřené smyčky vs systém uzavřené smyčky: Rozdíl a srovnání

Systém s otevřenou smyčkou je systém, kde výstup systému neovlivňuje vstup nebo regulační činnost. Systém s uzavřenou smyčkou je systém, kde je výstup systému přiváděn zpět na vstup nebo regulační činnost, má zpětnovazební smyčku a výstup ovlivňuje jeho chování.

Key Takeaways

1. Systémy s otevřenou smyčkou nepoužívají zpětnou vazbu k úpravě svého výstupu, zatímco systémy s uzavřenou smyčkou výstup nepřetržitě monitorují a podle toho se přizpůsobují.
2. Systémy s uzavřenou smyčkou poskytují lepší přesnost a stabilitu než systémy s otevřenou smyčkou, protože mohou kompenzovat poruchy a změny v procesu.
3. Systémy s otevřenou smyčkou jsou jednodušší a levnější než systémy s uzavřenou smyčkou, takže jsou vhodné pro aplikace s méně přísnými požadavky na výkon.

Co je systém s otevřenou smyčkou?

Systémy s otevřenou smyčkou jsou systémy, kde výstup není přiváděn zpět na vstup. Tyto systémy jsou také známé jako systémy bez zpětné vazby. Informace se neupravují na základě výstupu v systémech s otevřenou smyčkou. Výstup systému s otevřenou smyčkou je určen výhradně vstupními a přenosovými charakteristikami systému.  

Řídicí systém s otevřenou smyčkou je systém, ve kterém se vstupy neměří a neporovnávají se s požadovanými výstupy. Mechanismus je běžný u každodenních věcí jako např autonomní pračky, které se spustí a zastaví bez zásahu uživatele.

Systémy s otevřenou smyčkou jsou výhodné, protože jsou nenáročné a nákladově efektivní. V řídicím systému s otevřenou smyčkou je do systému předán referenční vstup, aby se získal požadovaný výstup. Nevyžadují složité zpětnovazební smyčky nebo senzory pro měření výstupu, což usnadňuje jejich návrh a instalaci. Systémy s otevřenou smyčkou jsou navíc spolehlivé a efektivní, protože nepotřebují neustále monitorovat a upravovat výstup.

Systém ale neuvažuje dosažený výstup pro další referenční vstup. Vstup je dodáván do regulátoru systému podle požadovaného výstupu. V závislosti na dosaženém vstupu regulátor poskytuje řídicí signál přiváděný do procesní jednotky. Podle řídicího signálu je tedy dosaženo správného zpracování a výstupu.

Co je to uzavřený systém?

Systém s uzavřenou smyčkou je zpětnovazební řídicí systém, ve kterém se výstup v každém daném okamžiku používá k úpravě vstupu. Neustále monitoruje výstup a upravuje jej na požadovaný výsledek, což umožňuje udržovat výstup na předem stanovené úrovni.

Řídicí systém s uzavřenou smyčkou je systém, ve kterém generovaný výstup systému určuje činnost řízení. Systémy s uzavřenou smyčkou se nazývají zcela automatické řídicí systémy, protože jsou navrženy tak, aby porovnávaly získaný výstup s připojovacím vstupem a vytvořily požadovaný výstup.

Řídicí systém je navržen tak, aby produkoval specifikovaný výstup pomocí instruovaného řízení. Řízení poskytované systému může být buď nezávislé na výstupu, nebo závislé na výstupu. Změna vstupu na základě výstupu vede k přesnějšímu výstupu systému. Regulovatelnost v systému s uzavřenou smyčkou se tedy provádí pomocí mechanismu zpětné vazby pro generování výroby.

Systém s uzavřenou smyčkou je účinný řídicí systém, který sleduje a reaguje na změny v prostředí systému. Automatickou změnou jeho vstupů může zachovat požadovaný výstup v návrhu. Systémy s uzavřenou smyčkou mohou také snížit manuální zásahy, které systém potřebuje, a zvýšit tak jeho účinnost a přesnost.

Rozdíl mezi systémy s otevřenou a uzavřenou smyčkou

1. V systému s otevřenou smyčkou není výstup ovlivněn vstupem, zatímco v systému s uzavřenou smyčkou je výstup ovlivněn vstupem.
2. Systémy s otevřenou smyčkou jsou povrchnější než systémy s uzavřenou smyčkou, protože nevyžadují zpětnou vazbu.
3. Systémy s otevřenou smyčkou nejsou samoopravné a mohou se odchýlit od požadované operace, pokud se podmínky změní, zatímco systémy s uzavřenou smyčkou se samy opraví.
4. Systémy s otevřenou smyčkou lze použít v aplikacích, kde přesnost a preciznost nejsou rozhodující, zatímco systémy s uzavřenou smyčkou jsou vhodnější pro aplikace, které vyžadují vyšší přesnost a přesnost.
5. Systémy s otevřenou smyčkou jsou levnější než systémy s uzavřenou smyčkou kvůli potřebě komponent se zpětnou vazbou.

Srovnání mezi systémy s otevřenou a uzavřenou smyčkou

Parametry srovnání	Systém otevřené smyčky	Systém uzavřené smyčky
Instalace	Je ekonomický a lze jej snadno instalovat.	Složitá instalace a drahé.
Výkon	Systém s otevřenou smyčkou může fungovat lépe, pokud je správně provedena kalibrace.	Systém uzavřené smyčky může fungovat lépe díky zpětné vazbě.
Stabilita	Open Loop System je stabilnější.	Systém uzavřené smyčky je poměrně méně stabilní.
Optimalizace	Pro požadovaný výstup nelze provést optimalizaci.	Dá se to udělat velmi rychle.
Údržba	Méně údržby	Vysoké náklady na údržbu

Reference

1. Robustní detekce chyb v otevřené smyčce vs. v uzavřené smyčce | Publikace konference IEEE | IEEE Xplore
2. Hybridní systém s uzavřenou smyčkou: Evoluce a praktické aplikace | Diabetes Technology & Therapeutics (liebertpub.com)

Poslední aktualizace: 14. října 2023