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नियंत्रण सिद्धान्त

सूची नियंत्रण सिद्धान्त

किसी दी हुई प्रणाली को नियंत्रित करने के लिये ऋणात्मक फीडबैक का कांसेप्ट नियंत्रण सिद्धान्त (Control theory), इंजिनियरी और गणित का सम्मिलित (interdisciplinary) शाखा है जो गतिक तन्त्रों के व्यवहार को आवश्यकता के अनुरूप बदलने से सम्बध रखती है। वांछित ऑउटपुट को सन्दर्भ (रिफरेंस) कहते हैं। .

9 संबंधों: नियंत्रण सिद्धान्त का इतिहास, पुनर्भरण, पीआईडी नियंत्रक, फीडफॉरवर्ड नियंत्रण, स्वचालन, गणित, गणितीय मॉडल, गतिकीय तन्त्र, अंतरण प्रकार्य

नियंत्रण सिद्धान्त का इतिहास

* २०० ईसा पूर्व - फ्लोट रेगुलेटर मेकैनिज्म (यूनान).

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पुनर्भरण

पुनर्भरण का योजनामूलक चित्र पुनर्भरण का इस प्रकार से भी दिखाते हैं कन्ट्रोलर सहित एक इकाई पुनर्भरण प्रणाली'''C''': कन्ट्रोलर; '''P''': प्रक्रम (प्रॉसेस)'''r''': रिफरेन्स, '''e''': त्रुटि (एरर),'''u''': प्रॉसेस इनपुट, '''y''': प्रॉसेस आउटपुट जब किसी निकाय में ऐसी व्यवस्था हो कि आउटपुट का एक भाग इनपुट में दिया जा रहा हो तो इस व्यवस्था का नाम पुनर्भरण या फीडबैक (feedback) है। पुनर्भरण एक उपयोगी संकल्पना है। स्वतः नियंत्रण में इसका अत्यधिक उपयोग होता है। पुनर्भरण मुख्यतः दो प्रकार का होता है- धनात्मक पुनर्भरण और ऋणात्मक पुनर्भरण। .

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पीआईडी नियंत्रक

पीआईडी नियंत्रक का ब्लॉक आरेख नियंत्रण सिद्धांत में पीआईडी नियंत्रक (PID Controller या proportional–integral–derivative controller) औद्योगिक प्रक्रमों के नियंत्रण में बहुतायत में प्रयोग किया जाने वाला कंट्रोलर (या कंपन्सेटर) है। इसे 'पीआईडी नियंत्रक' इसलिये कहते हैं क्योंकि इसका आउटपुट त्रुटि-संकेत (एरर) से व्युत्पन्न तीन पदों के योग के बराबर होता है। इनमें से पहला त्रुटि के समानुपाती, दूसरा त्रुटि के समाकलन (इंटीग्रेशन) के समानुपाती और तीसरा त्रुटि के अवकलज के समानुपाती होता है (चित्र देंखें)। वांछित आउटपुट (संदर्भ संकेत) एवं आउटपुट के वर्तमान मान का अंतर 'त्रुटि' कहलाता है। इस नियंत्रक में निहित तीन समानुपाती नियतांकों (समानुपाती नियतांक KP, समाकलन नियतांक KI तथा अवकलज नियतांक KD) का समुचित चुनाव करके नियंत्रण प्रणाली को वांछित रूप में नियंत्रित किया जाता है। KP, KI, KD के मान गणना द्वारा सिमुलेशन द्वारा निकाल सकते हैं। व्यवहार में (किसी चालू तंत्र में) इन्हें निकालने की कुछ चरणबद्ध विधियाँ भी कुछ लोगों ने सुझाईं है जिनमें से जिगलर-निकोल्स की विधि प्रसिद्ध है। .

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फीडफॉरवर्ड नियंत्रण

फीडफॉरवर्ड नियंत्रण (feedforward control) की स्थिति तब बनती है जब सेट-पॉइंट और/या डिस्टर्बेंस से सीधे नियंत्रित चर (control variable) की सीधी कपुलिंग हो। अर्थात इसमें इनपुट सिगनल से कंट्रोल चर तक कपलिंग होती है। जहाँ फीडबैक कंट्रोल में कंट्रोल चर का मान त्रुटि (error) पर आधारित होता है वहीं फीडफॉर्वर्ड में त्रुटि के बजाय इनपुट पर आधारित होता है। प्रायः फीडबैक या फीडफॉर्वर्ड को अकेले उपयोग में न लाकर दोनो का समुचित मिश्रण का उपयोग किया जाता है। फीडफॉरवर्ड का आधार नियंत्रित की जाने वाली प्रणाली गणितीय मॉडल का ज्ञान तथा प्रक्रिया में आने वाले डिस्टर्बैंसेस का मापन है। इनका ज्ञान जितना शुद्ध एवं प्रामाणिक होगा, फीडफॉरवर्ड का उपयोग उतने ही कारगर ढ़ंग से किया जा सकेगा। तीन प्रकार के नियंत्रण-तंत्र: खुला लूप, फीडबैक और फीडफॉरवर्ड .

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स्वचालन

एक औद्योगिक रोबोट स्वयंचालित मशीनें (Automatic Machines) ऐसी मशीनें हैं जो मानव प्रयास के बिना भी किसी प्रचालन चक्र को पूर्णत: या अंशत: संचालित करती हैं। ऐसी मशीनें केवल पेशियों का ही कार्य नहीं करतीं वरन् मस्तिष्क का कार्य भी करती हैं। स्वयंचालित मशीनें पूर्ण रूप से या आंशिक रूप से स्वयंचालित हो सकती हैं। ये निम्नलिखित प्रकार का कार्य कर सकती हैं: .

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गणित

पुणे में आर्यभट की मूर्ति ४७६-५५० गणित ऐसी विद्याओं का समूह है जो संख्याओं, मात्राओं, परिमाणों, रूपों और उनके आपसी रिश्तों, गुण, स्वभाव इत्यादि का अध्ययन करती हैं। गणित एक अमूर्त या निराकार (abstract) और निगमनात्मक प्रणाली है। गणित की कई शाखाएँ हैं: अंकगणित, रेखागणित, त्रिकोणमिति, सांख्यिकी, बीजगणित, कलन, इत्यादि। गणित में अभ्यस्त व्यक्ति या खोज करने वाले वैज्ञानिक को गणितज्ञ कहते हैं। बीसवीं शताब्दी के प्रख्यात ब्रिटिश गणितज्ञ और दार्शनिक बर्टेंड रसेल के अनुसार ‘‘गणित को एक ऐसे विषय के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जिसमें हम जानते ही नहीं कि हम क्या कह रहे हैं, न ही हमें यह पता होता है कि जो हम कह रहे हैं वह सत्य भी है या नहीं।’’ गणित कुछ अमूर्त धारणाओं एवं नियमों का संकलन मात्र ही नहीं है, बल्कि दैनंदिन जीवन का मूलाधार है। .

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गणितीय मॉडल

किसी भौतिक तंत्र (physical system) या प्रक्रम (process) या अमूर्त तंत्र (abstract system) के विभिन्न अवयवों के अन्तर्सम्बन्धों का गणित की भाषा में वर्णन उस तन्त्र का गणितीय प्रतिरूप या गणितीय मॉडल (mathematical model) कहलाता है। गणितीय मॉडल प्रायः संगत तंत्र के सरलीकृत रूप होते हैं। इससे उस तन्त्र की कार्यप्रणाली को आसानी से समझने में सुविधा होती है। इसकी सहायता से यह गणना की जा सकती है कि किस स्थिति में क्या होगा। गणितीय मॉडल की सहायता से ही उस भौतिक तन्त्र का नियन्त्रण भी किया जा सकता है। किसी तन्त्र को कम्प्यूटर द्वारा सिमुलेट (simulate) करने के लिये उस तन्त्र का गणितीय मॉडल बनाना पहली जरूरत है। गणितीय मॉडल का प्राकृतिक विज्ञानों एवं प्रौद्योगिकी में बहुतायत से उपयोग होता है। इसके अतिरिक्त इसका सामाजिक विज्ञानों, जैसे अर्थशास्त्र, समाज शास्त्र एवं राजनीति शास्त्र में भी उपयोग होता है। किसी तन्त्र या युक्ति के गणितीय मॉडल को जब किसी विद्युत परिपथ के रूप में निरुपित किया जाता है तो इस विद्युत परिपथ को तुल्य परिपथ (equivalent circuit) कहते हैं। उदाहरण के लिये किसी बैटरी को एक आदर्श वोल्टेज सोर्स एवं एक प्रतिरोध के श्रेणीक्रम (सिरीज) संयोजन के रूप में प्रदर्शित किया जा सकता है। .

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गतिकीय तन्त्र

चक्र द्विभाजन आरेख गतिकीय तन्त्र (Dynamical system) ऐसी प्रक्रिया या गणितीय मॉडल जिसमें निहित चरों (स्टेट्स या अवस्थाएं) का मान समय पर निर्भर करता है तथा जिसमें निम्नलिखित दो गुण होते हैं.

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अंतरण प्रकार्य

इंजीनियरिंग में, किसी गतिकीय तंत्र के आउटपुट के लाप्लास ट्रान्सफॉर्म तथा इन्पुट के लाप्लास ट्रान्सफॉर्म के अनुपात को अन्तरण प्रकार्य (transfer function या system function या network function) कहते हैं। (इनपुट का आरम्भिक मान .

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यहां पुनर्निर्देश करता है:

नियन्त्रण तंत्र, नियन्त्रण सिद्धान्त, नियंत्रण तंत्र, नियंत्रण सिद्धांत

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