تحقیق درباره آشنایی با سیستم های بیولوژیکی و کنترل آن

اختصاصی از هایدی تحقیق درباره آشنایی با سیستم های بیولوژیکی و کنترل آن دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت فایل : word (قابل ویرایش) تعداد صفحات : 24 صفحه

تعاریف و کلیات

    کنترل با نظریة سیستم ها و مدلسازی ارتباط بسیار نزدیکی دارد. یک سیستم کنترل مجموعه ای از اجزاء به هم پیوسته است که هدف آن فراهم کردن پاسخ مطلوب می باشد. منظور از کنترل یک سیستم این است که رفتار یک یا چند متغیر آن به صورت مطلوب در آید. به عنوان مثال در راندن خودرو ، کنترل به نحوی انجام می شود تا شخص با طی یک مسیر به مقصد مورد نظر برسد.

    برای سادگی اجزاء کنترل شونده و کنترل کننده با بلوک دیاگرام نشان داده می شوند. هر بلوک  ارتباط میان ورودی و خروجی یا رابطة علت و معلولی فرایند را نشان می دهد. در کل سیستم های کنترلی در دو دسته قرار می گیرند:

• کنترل حلقه باز
• کنترل حلقه بسته

سیستم کنترل حلقه باز یک کنترل کننده و عملگر را به کار می برد تا پاسخ مطلوب را به دست آورد ( شکل 1 الف ) فرمان های کنترلی توسط کنترل کننده صادر می شد و عملگر فرمان ها را بر روی سیستم کنترل شونده اعمال می کند. در سیستم کنترل حلقه بسته (فیدبک)، خروجی واقعی سیستم اندازه گیری می شود و مقدار آن با پاسخ مطلوب مقایسه می شود (شکل 1ب) بر اساس میزان اختلاف موجود کنترل کننده فرمان مناسب را صادر می کند و عملگر این فرمان را بر روی سیستم اجرا می کند. در واقع ایدة کنترل فیدبک در ساده ترین حالت به این ترتیب است که تا زمانی که خروجی سیستم از مقدار مطلوب کمتر است ورودی آن افزایش یابد و زمانی که خروجی آن از مقدار مطلوب بیشتر است، ورودی آن کاهش یابد. مثلاً  سیستم تنظیم دمای اتاق را در نظر بگیرید. میزان دمای اتاق به طور پیوسته اندازه گیری می شود و مقدار آن با میزان دمای مطلوب که توسط کاربر به سیستم داده شده، مقایسه می شود. در صورتی که دمای اتاق از مقدار مطلوب کمتر باشد سیستم گرمایشی فعال تر می شود تا این اختلاف جبران شود. در صورتی که دمای اتاق از

شکل1الف. کنترل حلقه باز

شکل1ب. کنترل حلقه بسته

مقدار مطلوب بیشتر باشد فعالیت سیستم گرمایشی کم می شود تا دمای اتاق به مقدار مطلوب برسد (شکل 2). 

    نظریة سیستم های کنترل کاربرد های بسیار زیادی در حوزة علوم بیولوژیکی و پزشکی داشته است. تولید تجهیزات تشخیص پزشکی، اعضاء مصنوعی و توصیف کمی سیستم های کنترل بیولوژیکی از جملة این کاربردهاست. دامنة سیستم های کنترل مورد نظر از سطح سلولی تا سطح اعصاب مرکزی و سعت دارد ازجمله شامل تنظیم دما، کنترل دستگاه تنفس و کنترل قلب است. بیشتر سیستم های کنترل فیزیولوژیکی حلقه بسته اند اما در اغلب این سیستم ها بیش از یک حلقه وجود دارد بدین ترتیب که حلقه های کنترلی متعدد در درون یکدیگر وجود دارند. دست مصنوعی یک نمونه از کاربرد کنترل در اعضاء مصنوعی است.