পুর্বের আর্টিকেল হতে আমরা ওপেন লুপ কন্ট্রোল সিস্টেম ও ক্লোজড লুপ কন্ট্রোল সিস্টেমের সংজ্ঞা, উদাহরণ, ব্যবহার, সুবিধা ও অসুবিধা নিয়ে আলোচনা করেছিলাম। আমরা ক্লোজড লুপ কন্ট্রোল সিস্টেমের আলোচনা হতে জেনেছিলাম যে, ক্লোজড লুপ কন্ট্রোল সিস্টেমকে ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেমও বলা হয়। আমরা আজ সেই ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেম সমন্ধে আরো কিছু বিষয় সংক্ষেপে আলোচনা করবো।
তাহলে এখন জেনে নেয়া যাক আজকের আলোচনায় কি কি থাকছেঃ
- ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেম কাকে বলে?
- সব ক্লোজড লুপ কন্ট্রোল সিস্টেম কি ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেম ?
- ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেমের কম্পোনেন্টস বা উপাদান সমুহ।
- ফিডব্যাক সিস্টেমের প্রকারভেদ।
- পজিটিভ ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেম।
- নেগেটিভ ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেম।
- নেগেটিভ ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেমের প্রকারভেদ।
- নেগেটিভ ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেমের বৈশিষ্ট্য।
১। ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেম কাকে বলে?
Feedback শব্দের শাব্দিক অর্থ হচ্ছে প্রতিক্রিয়া বা পুনর্নিবেশ। ব্যবহারিক জীবনে অনেক ক্ষেত্রে আমরা ফিডব্যাক বলতে প্রতিক্রিয়া বুঝে থাকি। যেমনঃ কোন পণ্য বা সেবা পাবার পর আমরা তা সমন্ধে আমাদের মতামত ব্যক্ত করে ঐ পন্য বা সেবার ফিডব্যাক দিয়ে থাকি। এখানের এই ফিডব্যাক হচ্ছে প্রতিক্রিয়া। কিন্তু কন্ট্রোল সিস্টেমে ফিডব্যাক বলতে পুনর্নিবেশ করাকে বুঝায়।
আমরা ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেমের সংজ্ঞা এভাবে দিতে পারি-
“কোন ডিভাইস বা সিস্টেমের আউটপুট এর কিছু অংশ পুনরায় ইনপুট এর সাথে পুনর্নিবেশ বা যুক্ত হওয়াকে ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেম বলে।”
ফিডব্যাক সিস্টেমের কারনে আমরা কোন কন্ট্রোল সিস্টেমের আঊটপুটকে সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রন করতে পারি।ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেম সাধারণত একটা block এর অভ্যন্তরীণ ইনপুট-আউটপুট রিলেশনকে রিপ্রেজেন্ট করে থাকে।
চলুন এবার আমরা একটা উদাহরণের মাধ্যমে ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেমকে বুঝার চেষ্টা করিঃ
আমরা অনেকেই অটোমেটিক হাউস হিটার এর সাথে পরিচিত। এই হিটার মূলত শীত প্রধান দেশে ব্যবহার করা হয়। এছাড়া আমাদের দেশে শীতের সময় অনেকেই এই হিটার ব্যবহার করে থাকে। এসব হিটারের সিস্টেমের ভিতরে একটি thermostat থাকে যা কাঙ্ক্ষিত তাপমাত্রা ও রুমের বর্তমান তাপমাত্রা তুলনা করে থাকে। এছাড়া একটি Furnace বা চুল্লী থাকে, যা তাপ সরবরাহ করে থাকে।
এবার আসি কিভাবে এটা কাজ করেঃ আমরা নিচের ডায়াগ্রামটি লক্ষ্য করি-
যখন রুমের তাপমাত্রা খুব কম হয় বা ঠান্ডা থাকে তখন thermostat সাথে সাথে Furnace বা চুল্লীকে কে একটা সিগন্যালের মাধ্যমে তাপ বাড়িয়ে দিতে বলে। তখন Furnace বা চুল্লি রুমের তাপমাত্রার সাথে সামঞ্জস্য রেখে তাপ সরবারহ করে থাকে। যার ফলে রুমের তাপমাত্রা বাড়তে থাকে। পরিশেষে আউটপুট হিসেবে রুমের তাপমাত্রা পরিবর্তন হয়ে কাঙ্ক্ষিত অবস্থায় ফিরে আসে। এখানে thermostat কে রুমের তাপমাত্রা সম্পর্কে যে তথ্য দিয়ে থাকে সে হচ্ছে ফিডব্যাক। আর অটোমেটিকভাবে তাপমাত্রা কম বেশি করার এই পুরো প্রক্রিয়াটিই হচ্ছে ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেম।
২। সব ক্লোজড লুপ কন্ট্রোল সিস্টেম কি ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেম ?
যেহেতু ক্লোজড লুপ কন্ট্রোল সিস্টেমকে ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেম বলা হয় তাই আমরা অনেকে মনে করে থাকি যে, সব ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেমই ক্লোজড লুপ কন্ট্রোল সিস্টেম। কিন্তু আমাদের এই ধারণাটি সম্পুর্ন সঠিক নয়।
মুলত ক্লোজড লুপ কন্ট্রোল সিস্টেমে ফিডব্যাক লুপের সৃষ্টি হয় যার কারণে ক্লোজড লুপ কন্ট্রোল সিস্টেমকে ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেম বলা হয়। এখানে মুল পার্থক্য হচ্ছে- একটি ক্লোজড লুপ কন্ট্রোল সিস্টেমে একাধিক ফিডব্যাক লুপ থাকতে পারে কিন্তু একটি ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেমে শুধুমাত্র একটি ফিডব্যাক লুপ থাকে, যার কারণে সব ক্লোজড লুপ সিস্টেম ফিডব্যাক সিস্টেম নয়। তবে সব ফিডব্যাক সিস্টেমই ক্লোজড লুপ সিস্টেম।
৩। ফিডব্যাক সিস্টেমের উপাদান বা কম্পোনেন্ট
ফিডব্যাক সিস্টেমের বেসিক কিছু কম্পোনেন্ট (component) রয়েছে সেগুলো হচ্ছেঃ
- Process System (প্রক্রিয়া পদ্ধতি)
- Feedback Path Element
- Error Detector এবং
- Controller.
৪। ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেমের প্রকারভেদ
ফিডব্যাক লুপের প্রকৃতির উপর ভিত্তি করে ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেমকে দুইভাগে ভাগ করা হয়েছে। যথা-
- পজিটিভ ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেম
- নেগেটিভ ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেম
(উল্লেখ্য যে, আমরা এখানে শুধুমাত্র ফিডব্যাকের বেসিক কিছু থিউওরিটিকাল বিষয় আলোচনা করবো। ইলেকট্রনিকস এর Op-Amp বা অপারেশন এমপ্লিফায়ার-এ আরো বিস্তারিত জানতে পারব)
৫। পজিটিভ ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেম
যদি সিস্টেমের ইনপুটের সাথে পজিটিভ ফিডব্যাক লুপ সংযুক্ত হয় তখন তাকে পজিটিভ ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেম বলা হয়।
নিচে পজিটিভ ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেমের একটি ডায়াগ্রাম দেওয়া হলো-
এখানে, x হচ্ছে ইনপুট সিগনাল, y হচ্ছে G সিস্টেমের আউটপুট সিগনাল এবং H হচ্ছে পজিটিভ ফিডব্যাক লুপ।
কোন ডিভাইস বা সিস্টেমের আউটপুট যখন কাঙ্ক্ষিত আউটপুটের চেয়ে কম হয় তখন আউটপুট হতে ইনপুটে সিগন্যাল পাঠিয়ে তা নিয়ন্ত্রণ করতে হয়। আর এই পুরোকাজটি হয়ে থাকে পজিটিভ ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেমের মাধ্যমে।
৬। নেগেটিভ ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেম
যদি সিস্টেমের ইনপুটের সাথে নেগেটিভ ফিডব্যাক লুপ সংযুক্ত হয় তখন তাকে নেগেটিভ ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেম বলে।
নিচে নেগেটিভ ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেমের একটি ডায়াগ্রাম দেওয়া হয়েছে। পজিটিভ এবং নেগেটিভ ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেমের ডায়াগ্রাম দেখতে এক হলেও ইনপুটের দিকে লক্ষ্য করে দেখুন একটু ভিন্নতা রয়েছে।
এখানে, x হচ্ছে ইনপুট সিগনাল, y হচ্ছে G সিস্টেমের আউটপুট সিগনাল এবং H হচ্ছে নেগেটিভ ফিডব্যাক লুপ। এখানে H ইনপুট সিগনালকে কন্ট্রোল করে প্রয়োজনীয় ইনপুট প্রদান করে থাকে।
কোন ডিভাইস বা সিস্টেমের আউটপুট যখন কাঙ্ক্ষিত আউটপুটের চেয়ে বেশি হয় তখন ইনপুটের মান কমিয়ে দিয়ে তাকে নিয়ন্ত্রণ করতে হয়। আর এই পুরো কাজটিই হয়ে থাকে নেগেটিভ ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেমের কারণে।
৭। নেগেটিভ ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেমের প্রকারভেদ
ইনপুট সিগনালের amplification process এবং কাঙ্ক্ষিত আউটপুটের অবস্থার উপর ভিত্তি করে নেগেটিভ ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেমকে আবার ৪ ভাগে ভাগ করা হয়েছে যথাঃ
১। Series – shunt configuration
২। Shunt – shunt configuration
৩। Series – series configuration
৪। Shunt – series configuration
৮। নেগেটিভ ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেমের বৈশিষ্ট্য
নেগেটিভ ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেমের আচরণ ও সিস্টেমের পরিবর্তনের উপর ভিত্তি করে এর কিছু বৈশিষ্ট্য লক্ষ্য করা যায়। যেমনঃ
- নেগেটিভ ফিডব্যাক সিস্টেমের gain ও gain sensitivity হ্রাস করে।
- non linear distortion হ্রাস করে।
- noise effect হ্রাস করে।
- bandwidth প্রসারিত করে।
- ইনপুট এবং আউটপুটের ইম্পিডেন্স বৃদ্ধি করে।
- ইনপুট রেজিস্ট্যান্স বৃদ্ধি করে।
মনে রাখবেন যে, আমরা সাধারণত একটা সিস্টেমেকে নিয়ন্ত্রণ করার জন্য বেশিরভাগ সময়ে নেগেটিভ ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেম ব্যবহার করে থাকি। কেননা এই সিস্টেমের স্থিতিশীলতা এবং ডিজাইন পজিটিভ ফিডব্যাক কন্ট্রোল সিস্টেম থেকে অনেক বেশি সহজ এবং সুবিধার।
References:
- Feedback And Control Systems- Allen R. Stubberud
- Automatic Control Systems- Farid Golnaraghi & Kuo
- Introduction To Automatic Control-Harrison And Bollinger
- Electronics Hub and WIikitechy
