تُعد أنظمة التحكم جزءًا لا يتجزأ من النظم الهندسية والصناعية الحديثة، إذ تتيح مثال على نظام التحكم المغلق توجيه سلوك نظام معين لتحقيق أداء محدد، وتنقسم أنظمة التحكم بشكل عام إلى نوعين رئيسيين نظام التحكم المفتوح، ونظام التحكم المغلق، يتميز النظام المغلق بوجود آلية تغذية راجعة (feedback) تراقب المخرجات وتعدّل المدخلات تلقائيًا للحفاظ على استقرار النظام ودقته.
مثال على نظام التحكم المغلق
- مستشعرات الرطوبة تُثبت في التربة لقياس مستوى الرطوبة بشكل مستمر.
- وحدة التحكم تستقبل البيانات من المستشعرات وتحللها.
- آلية التغذية الراجعة تعتمد على مقارنة مستوى الرطوبة الفعلي بالقيمة المطلوبة.
- التعديل التلقائي عند انخفاض الرطوبة عن المستوى المطلوب، تصدر وحدة التحكم أوامر لتشغيل مضخات المياه تلقائيًا.
- إيقاف التشغيل عند الوصول إلى المستوى المحدد من الرطوبة، يتم إيقاف الري تلقائيًا للحفاظ على الموارد.
خصائص نظام التحكم المفتوح
- لا يوجد قياس للمخرجات ولا تصحيح تلقائي.
- سهل التنفيذ وغالبًا ما يكون منخفض التكلفة.
- لا يتعامل مع التغيرات المفاجئة أو المؤثرات الخارجية.
- يتم ضبطه بناءً على ظروف مثالية مفترضة.
- يصعب تعديله بمجرد تشغيله إلا يدويًا.
الفرق بين نظام التحكم المفتوح والمغلق
- النظام المغلق يعدل المدخلات وفقًا للمخرجات، بينما لا يفعل النظام المفتوح ذلك.
- النظام المغلق أكثر دقة ويقلل من الأخطاء.
- النظام المغلق أعقد ويتطلب مستشعرات ومعالجات بيانات.
- يمكن للنظام المغلق التكيف مع التغيرات، بينما النظام المفتوح ثابت.
- غالبًا ما يكون النظام المفتوح أقل تكلفة من النظام المغلق.
أنواع النظام
- نظام تحكم يدوي: يعتمد على تدخل الإنسان في التحكم بالمخرجات.
- نظام تحكم آلي مفتوح: يعمل تلقائيًا دون مراجعة مخرجاته.
- نظام تحكم آلي مغلق: يتضمن تغذية راجعة ويضبط نفسه باستمرار.
- نظام خطي: تكون العلاقة بين المدخلات والمخرجات خطية وثابتة.
- نظام غير خطي: يحتوي على عناصر تتغير سلوكها حسب ظروف التشغيل.
تمثل أنظمة التحكم المغلقة ركيزة أساسية في تطور التقنيات الحديثة، لكونها تضمن دقة الأداء واستقراره عبر التغذية الراجعة المستمرة.