صفحه اصلی
مهندسی برق
دوره های آموزشی
تحقیق و توسعه
همکاری بانهادها
اخبار
محصولات
سوالات متداول
9+1 دليل انتخاب ما
نمایندگی ها
درباره ما
   مهندسی کنترل

 

 

 


مهندسی برق-کنترل

 

کنترل

 مهندسی کنترل به مدل‌سازی ریاضی سیستم­ها و بررسی دینامیک آن‌ها، و در نهایت، طراحی کنترل‌کننده‌ها برای سیستم‌های مورد نظر می‌پردازد. هدف از طراحی کنترل‌کننده واداشتن سیستم تحت کنترل به داشتن رفتاری مطابق با رفتار مطلوب می‌باشد. رفتار مطلوب می‌تواند معیارهای مختلفی از قبیل سرعت، دقت، مصرف سوخت، زمان و ... باشد.

کنترل رفتار با کنترل متغیرهای اساسی سیستم (که متغیرهای خروجی می‌تواند تنها بخشی از این متغیرها باشد) محقق می­شود و رفتار مطلوب به عنوان ورودی­های سیستم معرفی می­شوند. این ملاک­های مطلوب یا ورودی­ها می‌تواند سرعت یک موشک، دمای یک اتاق، زاویه‌ی چرخش بازوی ربات و... باشد. به عنوان یک مثال ساده می‌توان کنترل زمان اوج گیری یک هواپیمای جنگنده را در نظر گرفت. در این مثال زاویه پره‌های هواپیما، میزان سوخت تزریقی و سایر متغیرهای تاثیرگذار باید با روش‌های ریاضی محاسبه شوند و سیستم کنترل‌کننده به گونه­ای طراحی شود که زمان عکس‌العمل سیستم را کاهش دهد و آن را در برابر اثرات نویز محیط ( مانند وزش باد یا ...) مقاوم کند.

مباحث مطرح شده در کنترل می‌تواند بسیار فراتر از رشته برق و حتی رشته‌های مهندسی برود. چرا که هرجا که سیستمی وجود داشته باشد، مسأله کنترل خودکار تغییر رفتار سیستم برای نزدیک کردن پاسخ­های آن به مقادیر مطلوب، همواره مورد نظر می باشد. از آنجایی که مثال­های فراوانی در این مورد از کنترل یک کوره گرفته تا کنترل سفینه های فضایی و موشک­ها و کنترل ربات­های جراحی وجود دارد، یک متخصص کنترل باید با علوم متنوعی سروکار داشته باشد. دانشجویان این رشته فارغ از نوع سیستم به روش­های بررسی سیستم می پردازند و بدین ترتیب به شرط آشنایی با خصوصیات سیستم مورد نظر، قادر به تجزیه و تحلیل و کنترل آن خواهند بود.

 از این رهگذر

1.    بررسی انواع سیستم­ها،

2.     روشهای کنترل کننده برای یک سیستم و

3.     شبیه سازی سیستم­ها

 

از بحث­های اولیه این دانش، محسوب می گردد. این سیستم­ها ممکن است برقی، مکانیکی، شیمیایی و حتی اقتصادی باشند. به طور کلی می‌توان گفت مهندسی کنترل حلقه اتصال میان مهندسی برق و رشته‌های دیگر می‌باشد. امروزه مهندسی کنترل به صورت بخش اصلی و مهمی از فرایندهای صنعتی و تولیدی درآمده‌ است. به کمک این علم می‌توان به عملکرد بهینه سیستم‌های پویا، بهبود کیفیت و ارزان‌تر شدن فراورده‌های تولیدی، گسترش میزان تولید، ماشینی کردن بسیاری از عملیات تکراری و خسته‌کننده دستی و نظایر آن دست یافت. هدف سیستم کنترل‌کننده عبارت است از کنترل خروجی‌ها(مانند زاویه‌ی حمله‌ی موشک هدایت‌شونده) به روش معین به کمک ورودی‌ها(مانند سیگنال دریافتی از رادار موشک) از طریق اجزای سیستم کنترل که می‌تواند شامل اجزای الکتریکی، مکانیکی و شیمیایی به تناسب نوع سیستم کنترل باشد.

یکی از مفاهیم پرکاربرد در این رشته مفهوم پسخورد (فیدبک) می‌باشد. پسخورد در واقع اندازه گیری متغیرهای خروجی و استفاده از این متغیرهای اندازه گیری شده برای اصلاح متغیر ورودی سیستم می‌باشد.برای مثال، در یک سیستم سرمایشی، یک سنسور، که در واقع یک دماسنج است که دمای اتاق را اندازه‌گیری می‌کند تا سیستم بتواند از دما مطلع شده و از کاهش یا افزایش بیش از اندازه دما جلوگیری کند. با استفاده از سیستمهای دارای پسخورد می‌توان بسیاری از فرایندهای صنعتی را به صورت خودکار کنترل کرد. اتوماسیون صنعتی بخشی از رشته کنترل می‌باشد که بر پایه سیستم­های فیدبک‌دار توانسته‌است صنعت مدرنی را پایه گذاری کند.

تاریخچه

تلاش اولیه بشر برای درک زمان و تعیین موقعیت خود در شبانه روز از اولین گام­ها در طراحی سیستمهای کنترل است که به ساخت ساعت­های آبی منجر گردید. اولین ساعت­های آبی توسط یونانی­ها و مصریان در حدود ۲۷۰ سال قبل از میلاد مسیح ساخته شد و تا قرن هفدهم میلادی نیز کاربرد داشت. در همان دوران سیستم­های کنترل سطح روغن چراغها نیز طراحی شد. با وقوع انقلاب صنعتی در اروپا کوره‌ها، بویلرها، موتورهای بخار پیشرفته و رگولاتورهای شناور طراحی شد که امکان کنترل آنها توسط سیستم­های ساده امکان پذیر نبود لذا سیستم­های کنترل پیشرفته­تری پس از انقلاب صنعتی طراحی شدند. کنترل آسیاب‌های بادی که برای اولین بار توسط ایرانیان در قرن هفتم میلادی ساخته شدند گام مهمی در پیاده سازی کنترل خودکار به حساب می‌آید. این آسیاب‌ها در سال ۱۲۰۰ میلادی وارد اروپا شدند و تا سال ۱۶۰۰ میلادی مورد استفاده قرار گرفتند. در این آسیاب‌ها دو نوع سیستم کنترل وجود داشت؛ یکی کنترل جهت قرارگیری آسیاب به طوری که بتواند از حداکثر نیروی باد استفاده کند و دیگری کنترل میزان گندم وارده به درون آسیاب. هر دوی این سیستم‌ها به صورت کاملاً خودکار عمل کرده و نیاز به حضور هیچ کارگری نبود.

 

 

 

خانه مهندسی برق ایران

خانه مهندسی برق ایران

" گامی تخصصی بسوی اشتغال در صنعت برق کشور"