【硬塞科技字典】什麼是自動控制(Automation Control)?

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what is auto control

自動控制(Automation Control),指的是利用包括電子電路、機械機構及化學反應等元件來完成預期的輸出(也就是所謂的「控制」)。相對於人力控制,自動控制系統讓人類無需以人力親自參與機構控制的每一過程,控制者只需提供適當的輸入訊號,系統即能運用回饋機制自動矯正輸出誤差,並透過一系列的訊號轉換達成預期的輸出結果。

目前,自動控制已廣泛運用在各產業中,例如各類生產線上的自動化設備、油電混合車(Hybrid Vehicle)的中央控制系統等。換句話說,自動控制系統是商業、工業、軍用與仿生機器人(註 1)的技術核心。

自動控制系統可分為開放迴路控制系統(Open-loop control system)與封閉迴路回饋控制系統(Closed-loop control system),最大的差異在於後者具有「修正輸出/訊號回饋」的功能。以下分別說明兩種控制系統的訊號處理過程:

開放迴路控制系統:

openloop

以電動鐵捲門為例,按下鐵門控制按鈕時(輸入訊號/ Input),訊號由人對按鈕施加的壓力(力學能),轉換成電子訊號,再經由電子迴路驅動馬達(訊號轉換處理 /Process),進而帶動鐵捲門向上(輸出訊號/ Output)。開放迴路系統並沒有參照任何回饋信息,因此無法根據環境變化而改動。

封閉迴路回饋控制系統:

closeloop

封閉迴路回饋控制系統相較於開放迴路控制系統多了「訊號回饋(Feedback)」機制,使其能再根據輸出的訊號調整動作。以冷氣機為例,當按下冷氣遙控器並將溫度設定在攝氏 25 度時(輸入訊號),訊號透過遙控器(電磁波)控制冷氣機本體感測器,進而帶動壓縮機運轉(輸出訊號)。然而,冷氣機運轉時感測器也持續偵測室內溫度,當溫度逐漸將低時,感測器同時輸出訊號降低壓縮機轉速(訊號回饋),驅使室內溫度維持在攝氏 25 度。

註 1:仿生機器人,指的是透過觀察自然界的生物構造而設計的機器人。例如:模仿壁虎四肢構造而製成的爬牆機器人。

 

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