¿Podemos tener un sistema de control de retroalimentación sin sensores? ¿Hay alguna forma de estimar?

Depende de cómo se defina “sensor”.

No estoy siendo gracioso.

Esta es una foto de un regulador de motor de vapor centrífugo. Es un diseño maravillosamente simple.

El husillo está unido directamente al motor. A medida que gira, los pesos esféricos comienzan a volar hacia afuera debido a la acción centrífuga. Gracias a los pivotes y enlaces, esto elevará un pequeño tapón, que liberará vapor. Cuanto más rápido gira el motor, más vapor libera. Es autónomo. Es un circuito cerrado.

Depende de usted si quiere llamarlo un “sensor mecánico”. Personalmente, lo haría.

Entonces, incluso después de esta tangente, estaría de acuerdo con las otras respuestas. Un sistema sin ningún tipo de medición no puede tener retroalimentación y, por lo tanto, es un sistema de circuito abierto.

Para responder la pregunta más directamente, supongamos que escribe una simulación física compleja para modelar el sistema y estimar la salida dadas las señales de control que le está pasando. Luego use la retroalimentación de la salida simulada para ‘controlarla’. Bueno, sigue siendo un sistema de circuito abierto. Todavía confía en que la salida real coincide con la salida simulada, y no tiene ninguna ventaja sobre un sistema simple sin sensores y una tabla de búsqueda.

La respuesta corta es no, el control de retroalimentación requiere detección. Quizás, sin embargo, no de una manera que cabría esperar. En particular, es muy importante comprender lo que significa el control. Y que incluso el control de “bucle abierto” aún puede requerir cierta detección.

Considere un sistema simple como un controlador de flujo de agua fría / caliente en la ducha .

• Sistema: algo que es razonablemente descrito por un conjunto de variables.

• Para la ducha, [math] \ Theta = \ {\ theta_ {h}, \ theta_ {c} \} [/ math] podría ser un conjunto de variables de “control” que describen el ángulo en que se han colocado los botones de calor y frío rotado
• Además, [math] M = \ {T, F \} [/ math] podría ser un conjunto de variables “medidas” que describen la temperatura y el flujo en el cabezal de la ducha.

Una “descripción de control” clásica jugaría con las variables de “control” para tratar de lograr un valor deseado para las variables “medidas”.

• Control: cambie las variables de control para efectuar un cambio deseado en las variables medidas

• Para la ducha, una función de transferencia de control simple sería [matemática] C: \ Theta \ rightarrow M [/ matemática].
• Usted “querría” cierta [matemática] M [/ matemática] y “haría” cierta [matemática] \ Theta [/ matemática]

En este punto, puede pensar que hemos terminado. Sin embargo, es evidente que las especificaciones del sistema no son únicas . Podemos reemplazar el control y las variables medidas. Dado cualquier conjunto, podemos recoger el otro.

Esto da lugar a una amplia variedad de formulaciones de control; a un alto nivel echemos un vistazo a algunos:

• Control de temperatura y flujo (circuito cerrado) : cree un mapa desde pequeñas diferencias en la posición de la perilla hasta la temperatura y el flujo. Ajuste gradualmente las perillas mientras monitorea la temperatura y el flujo.

• Nota: Hay comentarios directos sobre las variables de interés. El estado deseado es una descripción completa de la salida requerida.
• Puede estar bastante seguro de que esto funcionará.

• Nota: Hay retroalimentación indirecta sobre el ángulo de la articulación. El estado deseado es una descripción parcial de la salida requerida (sujeto a calibración, etc.). Algunas personas aún pueden llamar a este control de circuito cerrado.
• Puede estar algo seguro de que esto funcionará suponiendo que la temperatura del agua no varíe; la fontanería es confiable, etc.

• Nota: No hay absolutamente ningún comentario. El estado deseado es una variable de encendido / apagado (1 bit).
• No tienes idea de que esto funcionará en absoluto. Todo corre por la fe.

Para finalizar, debes darte cuenta de que hay muchos tipos de control de bucle abierto / cerrado. Algunas personas (incluido yo) consideran que el “control” requiere algún tipo de retroalimentación; quizás indirecto. Otros usan diferentes semánticas.

Las cosas se ponen muy interesantes para sistemas complejos (no lineales). Más sobre eso en otra parte …

Esa fue una buena pregunta. Puedo agregar un poco de las respuestas anteriores.

De hecho, no tendrá un sistema de control de retroalimentación si no mide la variable de proceso. Lo que puede hacer es un sistema de control de circuito abierto.

La respuesta a la segunda pregunta es sí. Puede estimar la salida del sistema. Sin embargo, seguirá siendo un sistema de control de bucle abierto. ¿Cómo estima la salida del sistema? Al conocer la función de transferencia del sistema (en términos generales, puede ser cualquier modelo de su sistema). Si conoce su sistema y conoce su entrada, en principio, puede estimar la salida del sistema.

Puede preguntar por qué necesitamos una medición de la salida del sistema, ya que es posible estimar su salida e incluso diseñar un sistema de control de bucle abierto. La respuesta principal es rechazar los disturbios. Las perturbaciones aparecen principalmente como un desajuste modelo-planta (que siempre ocurre, los modelos difieren de las plantas) o porque el comportamiento del sistema cambia (mal funcionamiento, acoplamiento entre sistemas, etc.).

Puede tener un sistema de control sin sensores. Esto es lo que es el control de bucle abierto.

Si su actuador y su planta son bien conocidos y sus perturbaciones son débiles, entonces es posible el control de circuito abierto. Estará prediciendo lo que haría su sistema y manejando el sistema de control según lo planeado.

Tenga en cuenta que este no será un sistema de retroalimentación .

No. Ese será un sistema de control de circuito abierto, no retroalimentación entonces.

Sin sensor, será absurdo implementar cualquier controlador ya que no se registrará ningún término de error [Y (sR (s)] entonces.

Será inestable con la curva de reacción transitoria en el proceso. Algo así como un controlador P