I just wanted to make things a bit more clear here because it seems that the idea of open loop/closed loop/forward transfer function has got a bit mistified and does not seem exact even though it really is.
se tiver um sistema dinâmico com entrada \$u (S)\$, saída \$y (s) \ $ definido como:$$ \frac{y(s)}{u(s)} = G(s)$$
sistemas Dinâmicos descritos com funções de transferência são idealizadas, generalizada e abstraídos, muitos sistemas diferentes podem ser descritos com a mesma função de transferência. A partir da função de transferência você pode idealmente descobrir tudo o que você precisa saber sobre o sistema do ponto de vista do engenheiro de controle, mas isso muitas vezes não é um caso.As funções de transferência podem ser estáveis e instáveis:
- todos os pólos estáveis são negativos
- motor de corrente contínua (velocidade do veio, corrente de ar)
- temperatura ambiente…
- instável – pelo menos um pólo é positivo ou igual a zero
- pêndulo invertido
- bola na placa
- Segway, sobre Roda,.
Em geral, a função de transferência do comportamento, pólos e zeros, constantes de tempo e característica frequências são diferentes, então você quer que eles para ser e existir para isso você precisa de um controlador. Existem dois tipos de controle que você pode aplicar ao sistema físico definido como o acima:
- Open-loop de controle
- controle de malha Fechada
Open-loop de controle
controle de malha Aberta procedimento não dependem de medições das variáveis controladas e assume que o comportamento do sistema é bem conhecido e determinista, portanto, pode ser controlada sem qualquer conhecimento do que acontece com o valor da saída \$y(s)\$.
completo open-loop função de transferência(também conhecido como forward função de transferência) não está mais entre a entrada de \$u(s)\$ e saída \$y(s)\$, mas definido (ponto de referência) do valor da saída \$r(s)\$ e \$y(s)\$:$$ \frac{y(s)}{r(s)} = C(s)G(s)$$
Com os pólos e zeros do controlador \$C(s)\$, você pode ajustar o comportamento do seu sistema, até estabilizar na teoria. Em teoria, O controlador perfeito do procedimento de ciclo aberto seria:$$ C (s) = \frac{1}{G (s)} $$
mas o que acontece em teoria é que os sistemas têm distúrbios estocásticos incertos \$d(s)\$, que você não pode antecipar. E mais importante, você não pode compensar sem medição. Estas perturbações podem ser simples como o ruído de medição, mas podem ser muito mais complicadas e prejudiciais.
para poder compensar as partes das partes estocásticas do sistema, terá de introduzir algum tipo de medição. E, portanto, você precisa “fechar o circuito de controle”.
controlo em circuito fechado
controlo em circuito fechado está em toda a parte e tem procedimentos de síntese bem descritos e documentados e quadros de análise. A imagem seguinte mostra um diagrama de bloco simples em circuito fechado.
a função de Transferência Completa do ciclo fechado é derivada desta forma:$$ d(s) = 0 $$$$ y(s) = \BigC(s)G(s) $$$$ y(s)\Big = r(s) C(s)G(s) $$$$ \frac{y(s)}{r(s)} = \frac{C(s)G(s)}{1 + C(s)G(s)} $$
Normalmente, quando você está criando o controlador de \$C(s)\$ a configuração dos pólos e zeros da função de transferência de malha aberta, usando diagramas de Bode, Nyquist enredo, root locus, algoritmos de compensação de loop shaping e similares.
a maneira mais fácil de entender isso é se você olhar para o denominador da função de transferência de laço fechado.$ 1 + C(S)G (S) = 1 + G_{open\,loop}$$o que normalmente faz quando tem uma função de transferência é que avalia as raízes do denominador – os pólos. Se você quer saber o que o comportamento de sua nova função de transferência vai ser você tem que resolver a equação:$$ 1 + C(s)G(s) = 0 $$
colocando os pólos e zeros da função de transferência de malha fechada corretamente, você vai ser capaz de conseguir com um monte de incerto, e o estocástico influências no sistema, tais como:
- distúrbios desconhecidos
- parâmetros desconhecidos
- dinâmica desconhecida
- nonlinearidade do sistema
pode tentar seguir alguns tutoriais para compreender melhor o que são os procedimentos e o que ganha com o método do ciclo fechado.Tutoriais Mathworks são ótimos para estes propósitos.