أ- أنظمة تحكم ذات حلقة مفتوحة:

تصنف نظم التحكم حسب استعمال التغذية الراجعة إلى:

في هذه الأنظمة لا تتم مقارنة القيمة الحالية للمتغير مع القيمة المطلوبة لتحديد مخرج المتحكم. وتتم عملية التحكم عادة عن طريق «ضبط» أو «تعيير» المتحكم (المشغل) لتحديد قيمة الطاقة الداخلة أو المتغير المؤثر في الخرج وبالتالي التحكم بقيمة المتغير المراد التحكم به، ومن الأمثلة على هذا النظام نظام التحكم بسرعة محرك عام باستخدام دارة قدح الترياك بواسطة الدياك. فعند ضبط قيمة المقاومة المتغيرة للدارة فإن هناك جهداً ذا قيمة معينة يطبق على طرفي المحرك، وبالتالي يدور المحرك بسرعة معينة. عند تغير الظروف الخارجية مثل جهد المصدر الداخل إلى الدارة أو الحمل الميكانيكي على المحرك فإن سرعة المحرك سوف تتغير. وكذلك فإن سرعة المحرك سوف تتغير عند حدوث تغيرات داخلية مثل تغير قيم المقاومات أو المواسعات. وفي كلا الحالتين فإنه للحفاظ على سرعة ثابتة فيجب إعادة ضبط أو تعيير المقاومة المتغيرة في كل حالة. ويبين الشكل (1) المخطط الصندوقي لنظام التحكم ذي الحلقة المفتوحة بشكل عام وللمثال المذكور.

الشكل (1): مخطط صندوقي لدارة التحكم بسرعة محرك عام

نلاحظ من الشكل أنه لا يوجد أي ربط بين مخرج النظام (سرعة المحرك) ومدخله (قيمة زاوية القدح المحددة حسب المقاومة المتغيرة)، وبالتالي لا يوجد أي تأثير من المخرج على مدخل النظام.

مما سبق نستنتج أن هذا النظام يعطي نتائج مقبولة في حالات التحكم التي تكون فيها ظروف التشغيل الخارجية ثابتة ومستقرة إلى حد ما، وكذلك التغيرات الداخلية في النظام قليلة.

ومن مميزات هذا النظام بساطة التركيب وقلة التكاليف. ومن مساوئه أنه لا يستطيع تعديل الاخطاء الناتجة عن المؤثرات الخارجية أو الأحمال غير المتوقعة أو التغيرات الداخلية في النظام، مما يجعل خرج النظام غير ثابت عند القيمة المطلوبة.

ب- أنظمة تحكم ذات حلقه مغلقة

تمتاز هذه الأنظمة بوجود تغذية راجعة من المخرج أو جزء منه إلى المدخل. ويبين الشكل (2) المخطط الصندوقي لنظام تحكم ذي حلقة مغلقة.

يقوم المجس بتحسس المتغير الذي يراد التحكم بقيمته، ومن ثم يحولها إلى شكل يناسب نوعية نظام التحكم. ويلزم في العادة معالجة إشارة المجس أو الناقل والذي قد يكون ازدواجا حراريا لقياس درجة الحرارة، مقياس انفعال لقياس الوزن أو تاكوميتر لقياس السرعة وغيرها من المجسات. وذلك لتكبير الإشارة من جهة ومعالجة الإشارة، بحيث تكون قيمة المتغير وشكلها (تيار، جهد، «متردد أو مستمر») مناسبة لنقلها ومعالجتها من قبل المقارن.

شكل (2)

يقوم المقارن الذي قد يكون ميكانيكياً أو إلكترونيا وذلك حسب نوعية نظام التحكم بمقارنة القيمة المقاسة (الحالية) للمتغير مع القيمة المطلوبة ومن ثم يقوم بتوليد إشارة الخطأ التي تمثل الفرق بين القيمة المطلوبة والقيمة الحالية للمتغير.

قيمة الخطأ δ = القيمة المطلوبة – القيمة الحالية (المقاسة)

يقوم المتحكم بمعالجة إشارة الخطأ حسب طريقة التحكم (نوع المتحكم) ثم يقوم بإخراج إشارة إلى المشغل بحيث يتم تقليل الخطأ لجعل القيمة الحالية مساوية للقيمة المطلوبة ويلزم في الغالب تضخيم هذه الإشارة قبل تطبيقها على المشغل. والمشغل يمكن أن يكون محركاً كهربائياً يقوم بالتحكم بفتحة صمام أو إغلاقها، أو تحريك جسم معين باتجاه معين. وقد يكون المشغل ملف صمام أو مفتاحاً تلامسيا أو ثايرستوراً أو ترياكاً يقوم بالتحكم بالقدرة الواصلة إلى الحمل عن طريق عناصر التشغيل النهائية كالسخانات والمحركات.

ويبين الشكل نظاماً للتحكم بسرعة محرك تيار مستمر ذي حلقة مغلقة. يتم عن طريق التحكم بزاوية القدح للثايرستورات تغيير قيمة الجهد الواصل إلى طرفي المحرك وبالتالي سرعة المحرك. وتتحدد زاوية القدح حسب جهد التحكم الخارج من المتحكم الذي يعتمد على قيمة كل من سرعة المحرك الفعلية التي يقيسها لتاكوميتر والسرعة المطلوبة.

شكل (2)

ومن أهم المميزات التي يوفرها نظام التحكم ذو الحلقة المغلقة ما يلي:

1. الدقة في الأداء.
2. سرعة الاستجابة للنظام.
3. تناقص التأثيرات الناتجة من التشويش أو الإضطراب المؤثرة في النظام.
4. تناقص الحساسية لتغيرات عناصر النظام وخصائصه.