Sistema a ciclo aperto vs sistema a ciclo chiuso: differenza e confronto

Un sistema ad anello aperto è un sistema in cui l'output del sistema non influenza l'input o l'azione di controllo. Un sistema a circuito chiuso è un sistema in cui l'output del sistema viene ricondotto all'input o all'azione di controllo, con un loop di feedback, e l'output ne influenza il comportamento.

Punti chiave

1. I sistemi a circuito aperto non utilizzano il feedback per regolare la propria uscita, mentre i sistemi a circuito chiuso monitorano continuamente l'uscita e si regolano di conseguenza.
2. I sistemi a circuito chiuso forniscono una migliore precisione e stabilità rispetto ai sistemi a circuito aperto, in quanto possono compensare disturbi e cambiamenti nel processo.
3. I sistemi a circuito aperto sono più semplici e meno costosi dei sistemi a circuito chiuso, rendendoli adatti ad applicazioni con requisiti prestazionali meno rigorosi.

Cos'è il sistema a ciclo aperto?

I sistemi a circuito aperto sono sistemi in cui l'uscita non viene ricondotta all'ingresso. Questi sistemi sono noti anche come sistemi senza feedback. Le informazioni non vengono regolate in base all'output nei sistemi a circuito aperto. L'uscita di un sistema ad anello aperto è determinata esclusivamente dalle caratteristiche di ingresso e di trasferimento del sistema.  

Un sistema di controllo ad anello aperto è quello in cui gli input non vengono misurati e confrontati con gli output desiderati. Il meccanismo è comune nelle cose di tutti i giorni come autonomo lavatrici, che si avviano e si arrestano senza l'intervento dell'utente.

I sistemi a ciclo aperto sono vantaggiosi perché sono semplici e convenienti. Nel sistema di controllo ad anello aperto, viene fornito un input di riferimento al sistema per ottenere l'output desiderato. Non richiedono circuiti di feedback complessi o sensori per misurare l'uscita, rendendoli facili da progettare e installare. Inoltre, i sistemi a circuito aperto sono affidabili ed efficienti poiché non hanno bisogno di monitorare e regolare costantemente l'uscita.

Ma il sistema non considera l'output ottenuto per ulteriori input di riferimento. L'input viene inviato al controllore del sistema in base all'output richiesto. A seconda dell'ingresso ottenuto, il controller fornisce il segnale di controllo alimentato all'unità di elaborazione. Quindi, in base al segnale di controllo, si ottengono un'elaborazione e un'uscita appropriate.

Cos'è il sistema a circuito chiuso?

Un sistema a circuito chiuso è un sistema di controllo in feedback in cui l'output in un dato momento viene utilizzato per modificare l'input. Monitora continuamente l'output e lo adatta al risultato desiderato, consentendo di mantenere l'output a un livello predeterminato.

Un sistema di controllo a circuito chiuso è quello in cui l'output generato dal sistema determina l'azione di controllo. I sistemi a circuito chiuso sono chiamati sistemi di controllo completamente automatici poiché sono progettati per confrontare l'uscita ottenuta con l'ingresso della connessione per produrre l'uscita desiderata.

Un sistema di controllo è progettato per produrre un output specificato mediante un controllo istruito. Il controllo fornito al sistema può essere indipendente dall'uscita o dipendente dall'uscita. La variazione dell'input in base all'output si traduce in un output di sistema più accurato. Pertanto, la controllabilità in un sistema a circuito chiuso viene eseguita utilizzando un meccanismo di feedback per generare la produzione.

Un sistema a circuito chiuso è un sistema di controllo efficiente che monitora e risponde ai cambiamenti nell'ambiente di un sistema. Può mantenere un output desiderato in un progetto alterando automaticamente i suoi input. I sistemi a circuito chiuso possono anche ridurre l'intervento manuale richiesto da un sistema, aumentandone l'efficienza e la precisione.

Differenza tra sistemi a ciclo aperto e sistemi a ciclo chiuso

1. In un sistema a circuito aperto, l'uscita non è influenzata dall'ingresso, mentre in un sistema a circuito chiuso, l'uscita è influenzata dall'ingresso.
2. I sistemi a circuito aperto sono più superficiali dei sistemi a circuito chiuso in quanto non richiedono feedback.
3. I sistemi a circuito aperto non si correggono automaticamente e possono deviare dall'operazione desiderata se le condizioni cambiano, mentre i sistemi a circuito chiuso si correggono automaticamente.
4. I sistemi a circuito aperto possono essere utilizzati in applicazioni in cui accuratezza e precisione non sono fondamentali, mentre i sistemi a circuito chiuso sono più adatti per applicazioni che richiedono maggiore accuratezza e precisione.
5. I sistemi a circuito aperto sono meno costosi dei sistemi a circuito chiuso a causa della necessità di componenti di feedback.

Confronto tra sistemi ad anello aperto e ad anello chiuso

Parametri di confronto	Sistema ad anello aperto	Sistema a circuito chiuso
Installazione	È economico e può essere installato facilmente.	Installazione complicata e costosa.
Prestazione	Il sistema a circuito aperto può funzionare meglio se la calibrazione viene eseguita in modo appropriato.	Il sistema a circuito chiuso può funzionare meglio grazie al feedback.
Stabilità	Open Loop System è più stabile.	Il sistema a circuito chiuso è relativamente meno stabile.
OTTIMIZZAZIONE	Per l'output desiderato, non è possibile eseguire l'ottimizzazione.	Può essere fatto molto rapidamente.
Assistenza	Meno manutenzione	Elevata manutenzione

Riferimenti

1. Robusto rilevamento dei guasti in anello aperto rispetto a anello chiuso | Pubblicazione conferenza IEEE | IEEE Xplore
2. Il sistema ibrido a circuito chiuso: evoluzione e applicazioni pratiche | Tecnologia e terapia del diabete (liebertpub.com)

Ultimo aggiornamento: 14 ottobre 2023