8.5 निगरानी और नियंत्रण

शास्त्रीय प्रतिक्रिया नियंत्रण में, जैसे पीआई या पीआईडी (आनुपातिक-इंटीग्रेल-डेरिवेटिव) नियंत्रण, नियंत्रित चर (सीवी) को एक सेटपॉइंट की तुलना में सीधे मापा जाता है, और बाद में फीडबैक कंट्रोल कानून के माध्यम से प्रक्रिया में वापस खिलाया जाता है।

अंजीर में 8.10, सिग्नल, समय तर्क के बिना, एक छोटे अक्षर से चिह्नित होते हैं, जहां y नियंत्रित चर (सीवी) है जो संदर्भ (सेटपॉइंट) सिग्नल आर के साथ तुलना की जाती है ट्रैकिंग त्रुटि** ** (यानी r - y) नियंत्रक में खिलाया जाता है, या तो हार्डवेयर या सॉफ़्टवेयर में, जिसमें से नियंत्रण इनपुट u, जिसे मैनिपुलेटेड वैरिएबल (एमवी) के रूप में भी जाना जाता है, उत्पन्न होता है। इनपुट यू सीधे प्रक्रिया (P) को प्रभावित करता है जिससे आउटपुट (y) परिणाम होते हैं। नमूना आउटपुट बाद में आर के साथ तुलना की जाती है, जो लूप को बंद कर देता है। अभ्यास में, यह लूप तब तक जारी रहता है जब तक नियंत्रक बंद नहीं होता है। प्रतिक्रिया नियंत्रण पर व्यापक साहित्य मौजूद है (डोयले एट अल. 1992; मॉरिस 2001; Ogata 2010), और यह कई वर्षों के लिए अनुसंधान का विषय रहा है, बोडे के कार्यों के साथ शुरू (1930) और Nyquist (1932)।

8.10** नियंत्रक (सी) और प्रक्रिया (P) के साथ प्रतिक्रिया नियंत्रण। आर संदर्भ संकेत, ईपीएस ट्रैकिंग त्रुटि, यू इनपुट सिग्नल, वाई आउटपुट सिग्मा

आरएएस में, सामान्य सीवी तापमान, पीएच, और भंग ऑक्सीजन (डीओ) एकाग्रता होते हैं, जिसके लिए विश्वसनीय सेंसर मौजूद होते हैं। नतीजतन, इन जल गुणवत्ता मानकों पर प्रतिक्रिया नियंत्रण आसानी से महसूस किया जा सकता है। हालांकि, व्यावहारिक रूप से, अक्सर, इनपुट और आउटपुट सिग्नल शोर प्रक्रियाओं से परेशान होते हैं, जैसे अज्ञात यादृच्छिक इनपुट और माप शोर। इसके अलावा, विकास, परिपक्वता, उत्तेजना, आदि के परिणामस्वरूप समग्र प्रक्रिया (P) समय के साथ बदल सकती है मछली फ़ीड आरएएस में एक और इनपुट है और मछली के विकास पर इसका प्रभाव सीधे देखा या मापा नहीं जा सकता है। इन मानकों के लिए, मॉडल-आधारित नियंत्रक (जैसे फीडफॉरवर्ड, मॉडल पूर्वानुमानित, और इष्टतम नियंत्रण) आमतौर पर नियंत्रण इनपुट में बदलाव की प्रतिक्रिया की भविष्यवाणी करने के लिए पेश किए जाते हैं। हालांकि, मछली फ़ीड आमतौर पर टेबल या व्यंजनों में पाए गए मूल्यों के आधार पर जोड़ा जाता है, लेकिन इस नियम-आधारित नियंत्रण को फीडबैक कंट्रोलर के रूप में कार्य करने के लिए वास्तविक अभ्यास में कुछ समायोजन की आवश्यकता हो सकती है। आरएएस में मछली व्यवहार एक शास्त्रीय प्रतिक्रिया नियंत्रण उपाय हैं क्योंकि मछली आंदोलन, स्थान, भोजन के लिए ग्रहणशीलता आदि में बदलाव के साथ पर्यावरण परिवर्तनों के लिए शारीरिक रूप से प्रतिक्रिया करती है।

हाइड्रोपोनिक उत्पादन आमतौर पर संरक्षित वातावरण जैसे ग्रीनहाउस या प्लांट कारखानों में होता है जहां रूट और हवाई वातावरण दोनों को नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है। ऑन-ऑफ नियंत्रक जो अनुमानित रूप से इष्टतम हवाई वातावरण का मॉडल प्रयोगात्मक शोध में बेहतर साबित हुए हैं, लेकिन व्यावसायीकरण धीमा रहा है, जबकि अधिकांश जलवायु नियंत्रित ग्रीनहाउस में प्रतिक्रिया नियंत्रक मानक हैं। हालांकि, एक्ट्यूएटर हीटिंग वाल्व और वेंट्स के साथ नियंत्रक के प्रकार के साथ बदलता रहता है, आमतौर पर फीडबैक-नियंत्रित होता है लेकिन प्रकाश आमतौर पर ऑन-ऑफ तंत्र होता है और केवल कुछ ही dimmable होते हैं। सेंसर या डेटा इनपुट पर भरोसा करने वाले नियंत्रक संरक्षित वातावरण में तेजी से वृद्धि का जवाब दे सकते हैं और इसके परिणामस्वरूप उच्च बाजार की कीमतों के साथ उच्च गुणवत्ता का उत्पादन होता है जो इसके लागत लाभों में सुधार करता है। कई वाणिज्यिक ग्रीनहाउस में अभी भी शास्त्रीय केंद्रीय स्थित सेंसर है जो फसल से 1-2 मीटर ऊपर लटकता है और कई सौ वर्ग मीटर का कवर अभी भी उपयोग में है, लेकिन छोटे क्षेत्रों को कवर करने वाले कई वायरलेस सेंसर पेश किए जा रहे हैं हालांकि अधिकांश विस्तृत डेटा का उपयोग नहीं किया जा सकता है क्योंकि बड़े जलवायु क्षेत्र एक ही actuators द्वारा नियंत्रित कर रहे हैं। मॉडलिंग सॉफ्टवेयर से जुड़े सेंसर प्रौद्योगिकी (जैसे माइक्रोक्रिल्ट तापमान सेंसर, छवि प्रोसेसर, रीयल-टाइम गैस-एक्सचेंज या क्लोरोफिल प्रतिदीप्ति माप) में अग्रिम निर्णय समर्थन प्रणाली का उपयोग कर सकते हैं और स्वचालित नियंत्रण प्रणाली बन सकते हैं।

ठेठ बायोरिएक्टर सिस्टम में, तापमान, पीएच, वातित प्रणालियों में भंग ऑक्सीजन, और एनारोबिक सिस्टम में गैस अपशिष्टों को लगातार मापा जाता है और उपलब्ध तापमान, पीएच, और भंग ऑक्सीजन नियंत्रकों के साथ समायोजित किया जाता है। इसके अलावा, हाइड्रोलिक (एचआरटी) और कीचड़ प्रतिधारण (एसआरटी) दोनों बार क्रमशः (अपशिष्ट) जल प्रवाह और बायोमास अपशिष्ट प्रवाह को नियंत्रित करके निर्धारित किए जाते हैं।