Obsah
Téma č. 23 ZÁKLADY KYBERNETIKY
Úloha 23.1
- Vysvetlite pojmy: kybernetika, riadenie, ovládanie, kontrola, spätná väzba, regulácia, snímač a akčný člen.
Úloha 23.2
- Nakreslite blokovú schému automatizovaného procesu.
- Popíšte úlohu jednotlivých blokov.
- Uveďte príklady automatizovaných procesov, snímačov, akčných členov.
Úloha 23.3
- Opíšte druhy polovodičových meničov a popíšte výkonové polovodičové súčiastky.
- Popíšte konštrukciu polovodičovej diódy, nakreslite jej schematickú značku a uveďte základnú vlastnosť diódy.
Úloha 23.1
Vysvetlite pojmy: kybernetika, riadenie, ovládanie, kontrola, spätná väzba, regulácia, snímač a akčný člen
Kybernetika skúma riadiace a regulačné procesy.
- Teoretická
- Riadiaca (robotika, automatizácia, počítačové videnie)
- Experimentálna
Riadenie je účelové pôsobenie riadiaceho člena (nadriadeného) na riadený objekt, pre dosiahnutie požadovaných hodnôt výstupných veličín riadeného systému.
Ovládanie je riadenie procesu (sústavy) bez spätnej väzby (nemáme spätnú informáciu o vykonaní požadovaných úkonov).
- ručné
- automatické
Regulácia – je riadenie procesu (sústavy) so spätnou väzbou. Kontroluje sa bezprostredný účinok riadenia, porovnáva sa na základe získaného skutočného výsledku riadenia a volí sa okamžitý zásah na dosiahnutie požadovaného stavu.
Spätná väzba - systémová väzba, pri ktorej sa časť výstupu niečoho vracia naspäť na vstup.
Snímač
- elektrické veličiny
- neelektrické veličiny
- mechanické
- magnetické
- optické
- tepelné
- akustické
- tlaku tekutín (pneumatické, hydraulické)
- biologické či chemické
polohové:
- snímače optické – sa obvykle aktivujú pri zmene svetelnej charakteristiky (infračervené, ultrafialové, laserové apod.) a implementujú sa predovšetkým ako regulačné prvky či optická závora (na snímač je namierený svetelný lúč, pri jeho prerušení snimac nahlási zmenu stavu)
- ultrazvukové – majú v sebe zabudovaný vysielač a prijímač ultrazvukového signálu, ich aplikácia je veľmi podobná optickým (optoelektrickým) snímačom a výhodné sú najmä v prostredí s nevhodnými optickými charakteristikami (nízka viditeľnosť, rušenie)
- indukčné snímače – merajú rozdiel v intenzite magnetického poľa
- kapacitné – určujú zmenu kapacity dynamického prvku
silové – tenzometre:
- odporové
- polovodičové
- piezoelektrické
- magnetoelastické
Teplotné:
- dilatačné
- odporové
- vláknové
Otáčkové
Meranie charakteristík okolitého prostredia (vlhkosť, pH, viskozita apod.)
Akčný člen vykonáva prácu.
- Elektrický
- Pneumatický
- Hudraulický
Úloha 23.2
Nakreslite blokovú schému automatizovaného procesu
Popíšte úlohu jednotlivých blokov
- Regulovaná sústava
- Spätná väzba
- Riadiací obvod
Uveďte príklady automatizovaných procesov, snímačov, akčných členov
Automatizácia, PLC
Úloha 23.3
Opíšte druhy polovodičových meničov a popíšte výkonové polovodičové súčiastky
Druhy polovodičových meničov
https://ssjh.sk/dokuwiki/doku.php/studium/odborne_predmety/esp/druhy_polovodicovych_menicov
Výkonová elektronika sa zaoberá silovými polovodičovými súčiastkami, ktoré sú schopné spínať veľké prúdy pri vysokých napätiach, t. j. sú schopné spínať vysoké výkony.
- výkonová dióda
- výkonový tranzistor
- tyristor
- FET a MOSFET tranzistory
- IGBT - Bipolárny tranzistor s izolovaným hradlom
- triak
- varistor
Varistor je symetrická nelineárna polovodičová súčiastka vyrábaná z polykryštalického materiálu. Pri zväčšovaní napätia medzi jeho vývodmi narastá prúd najprv pomaly a takmer lineárne. Odpor súčiastky je veľký a skoro konštantný. Varistory sa používajú na stabilizáciu jednosmerného napätia, ako ochrana proti prepätiu a pod.
Popíšte konštrukciu polovodičovej diódy, nakreslite jej schematickú značku a uveďte základnú vlastnosť diódy
Polovodič: Si, Ge, SE
Anóda, katóda
Usmerňuje U a I
Priepustný a záverný smer
Využíva vlastnosť PN priechodu, alebo priechodu kov – polovodič.
Základnou vlastnosťou diódy je usmerňovací účinok. V jednom – priepustnom smere, dobre vedie prúd (kladie mu malý odpor), v druhom smere – závernom, prúd nevedie (kladie mu veľký odpor).
- D1 - Základná značka diódy
- Zenerova dióda
- Schottky dióda
- Vatikap
- Foto dióda
- LED dióda