Sistemi di controllo

I sistemi di controllo sono particolari sistemi di cui una o più grandezze in gioco sono controllate.

Si classificano in due diverse tipologie:

Sistemi di controllo a catena chiusa

Sistema a catena aperta

Si definisce sistema a catena aperta quando non è possibile intervenire sulle grandezze in gioco.

Un semplice esempio di sistema di controllo a catena aperta, o ad anello aperto (open loop control), è costituito dal tiro a segno. Una volta presa la mira e premuto il grilletto non è più possibile controllare il proiettile.

Un altro esempio è costituito da un sistema di riscaldamento di una abitazione formato da una o più stufe a legna. La stufa riscalda l’ambiente ma è necessario l’intervento dell’uomo per spegnerla o per stabilire la corretta temperatura.

Sistema a catena chiusa

Il sistema di controllo a catena chiusa, o ad anello chiuso (closed loop control), è il sistema nel quale è possibile eseguire un controllo.

Si definisce controllo di una frequenza di azioni svolte per il raggiungimento di un’obiettivo specifico; il sistema che permette il controllo si chiama sistema controllore.

Il problema del controllo

Il problema del controllo si ha quando:

• Esiste un sistema;
• Si desidera stabilire il valore delle grandezze in uscita (uscite primarie);
• Le uscite primarie sotto l’azione da alcuni ingressi, assumono un andamento non desiderato;
• Esistono degli ingressi che permettono di portare l’uscita a dei valori desiderati.

Quando il controllo serve a mantenere costante una variabile d’uscita (ad esempio la temperatura di una stanza), si parla di regolazione. Quando le grandezze di riferimento variano nel tempo, il controllo ha lo scopo di far seguire alle uscite l’andamento delle grandezze di riferimento, in questo lasso di tempo si parlerà di grandezze di asserimento.

Sistema a catena aperta

Tempo

Suono del campanello

Forno a microonde

Temperatura

Grado di cottura

Sistema a catena chiusa

Tempo

Suono del campanello

Forno a microonde

Temperatura

Grado di cottura

Controllo

Osservando lo schema si nota l’aggiunta di un blocco di controllo che, prelevando le uscite, interviene sugli ingressi. Questa caratteristica prende il nome di retroazione (o feedback).

Lo schema più semplice di un sistema di controllo a catena chiusa è il seguente:

Riferimento

Uscita effettiva

+

Sistema di controllo

Sistema controllato

-

Il sistema di controllo ha la funzione di controllare alcune grandezze in gioco nel sistema.

Il sistema controllato è il sistema oggetto del controllo.

e

+