Cấu trúc hệ thống kỹ thuật mạch hở và mạch kín là các khái niệm quan trọng trong các hệ thống điện tử và tự động hóa. Dưới đây là sự khác biệt và cách xây dựng các hệ thống này:

1. Hệ thống mạch hở (Open Loop System)
Khái niệm: Hệ thống mạch hở là hệ thống trong đó không có sự phản hồi (feedback) từ đầu ra đến đầu vào. Hệ thống này hoạt động theo các tín hiệu vào được cung cấp, mà không điều chỉnh theo kết quả đầu ra.
Cấu trúc:

Đầu vào (Input): Tín hiệu được cung cấp vào hệ thống.
Bộ điều khiển (Controller): Xử lý tín hiệu đầu vào và tạo ra tín hiệu điều khiển cho bộ thực thi.
Bộ thực thi (Actuator): Thực hiện hành động dựa trên tín hiệu điều khiển từ bộ điều khiển.
Đầu ra (Output): Kết quả mà hệ thống tạo ra.
Đặc điểm:

Không có phản hồi từ đầu ra đến đầu vào.
Hệ thống không tự điều chỉnh hay thay đổi hành động dựa trên kết quả đầu ra.
Thường sử dụng trong các ứng dụng mà không yêu cầu độ chính xác cao.
Ví dụ: Điều khiển nhiệt độ trong một lò nướng mà không có cảm biến để đo nhiệt độ thực tế, chỉ dựa vào thời gian.
2. Hệ thống mạch kín (Closed Loop System)
Khái niệm: Hệ thống mạch kín là hệ thống có sự phản hồi từ đầu ra trở lại đầu vào để điều chỉnh hành động của hệ thống sao cho đạt được kết quả mong muốn. Hệ thống này có thể tự điều chỉnh và duy trì hiệu suất ổn định.
Cấu trúc:

Đầu vào (Input): Tín hiệu vào được cung cấp vào hệ thống.
Bộ điều khiển (Controller): Bộ điều khiển xử lý tín hiệu đầu vào và gửi tín hiệu điều khiển đến bộ thực thi.
Bộ thực thi (Actuator): Thực hiện hành động theo tín hiệu điều khiển.
Đầu ra (Output): Kết quả của hệ thống.
Cảm biến (Sensor): Đo lường và cung cấp tín hiệu phản hồi từ đầu ra.
Phản hồi (Feedback): Tín hiệu từ cảm biến được gửi lại bộ điều khiển để so sánh với đầu vào và điều chỉnh hành động.
Đặc điểm:

Có sự phản hồi từ đầu ra tới đầu vào, giúp điều chỉnh hành động của hệ thống.
Đảm bảo độ chính xác và ổn định cao hơn, vì hệ thống có thể tự điều chỉnh dựa trên kết quả thực tế.
Thường sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác và ổn định cao.
Ví dụ: Điều khiển nhiệt độ trong một máy lạnh, nơi cảm biến đo nhiệt độ thực tế và gửi tín hiệu phản hồi đến bộ điều khiển để điều chỉnh.
So sánh mạch hở và mạch kín:
Tiêu chí
Mạch hở (Open Loop)
Mạch kín (Closed Loop)
Phản hồi
Không có
Có (từ đầu ra tới đầu vào)
Điều chỉnh tự động
Không
Có (theo tín hiệu phản hồi)
Độ chính xác
Thấp, không thể điều chỉnh chính xác
Cao, vì có sự điều chỉnh liên tục
Ứng dụng
Những ứng dụng không yêu cầu độ chính xác cao
Những ứng dụng yêu cầu độ chính xác và ổn định cao
Ví dụ
Điều khiển đèn, máy xay cà phê
Điều khiển nhiệt độ, điều khiển tốc độ động cơ
Kết luận:
Hệ thống mạch hở thích hợp với các ứng dụng đơn giản, không yêu cầu điều chỉnh liên tục.
Hệ thống mạch kín phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao, có khả năng tự động điều chỉnh và ổn định hiệu suất.