Section 1.1 - المقدمة (Introduction) 

هل سبق لك أن قمت بضبط منظم حرارة الغرفة وتساءلت كيف يحافظ على درجة الحرارة مستقرة من دون متابعة مستمرة؟ هذا السلوك المصحح لذاته يمثل جوهر نظام التحكم (Control System): مجموعة من المكوّنات التي ترصد الأداء، تقارنه مع هدف مطلوب، ثم تتخذ إجراءً لتقليل أي فرق.

جرّب هذا: فكّر في جهاز في روتينك اليومي يتفاعل تلقائياً عند تغيّر الظروف. ما المدخلات التي يستشعرها، وما المخرجات التي ينظمها؟

لماذا تعد أنظمة التحكم مهمة؟ 

تتيح لنا أتمتة المهام المتكررة أو الحساسة، ما يحرر الأفراد للتركيز على التصميم والإشراف.
تحسّن الجودة عبر الحفاظ على أداء متسق حتى عندما تتغير الظروف.
تجعل الأنظمة المعقدة قابلة للإدارة من خلال تقسيمها إلى أجزاء قابلة للقياس والضبط.

تظهر هذه المزايا في كل مكان، من الطيار الآلي للطائرات الذي يثبت مسار الطيران إلى مضخات الإنسولين التي تعطي الجرعة المناسبة. فهم كيفية استشعار هذه الأنظمة واتخاذها القرارات وتنفيذها الإجراءات يهيئك لتقييمها أو تصميمها أو تشخيص أعطالها.

كيف تحقق أنظمة التحكم أهدافها؟ 

القياس (Measurement): تجمع الحساسات (Sensors) بيانات عن الحالة الحالية. مثال: المجس الحراري يولّد جهداً يتناسب مع درجة حرارة الغرفة.
اتخاذ القرار (Decision): يحدد المتحكم (Controller) مقدار التصحيح استناداً إلى الفرق بين الإشارة المطلوبة r(t) والمقاسة y(t). إشارة الخطأ هي
$$ e(t) = r(t) - y(t) $$

التنفيذ (Action): يستخدم المشغّل (Actuator) خرج المتحكم للتأثير في العملية (الـ معدّة الصناعية Plant)، موجهاً النظام نحو الحالة المرغوبة.

flowchart LR
    R["Reference / المرجع<br/>r(t)"] --> E["Error / الخطأ<br/>e(t)"]
    E --> C["Controller / المتحكم"]
    C --> U["Actuator / المشغل"]
    U --> P["Plant / المعدّة"]
    P --> Y["Output / المخرج<br/>y(t)"]
    Y -- "Feedback / تغذية راجعة" --> E

اختبر حدسك: إذا انخفضت فجأة قيمة المخرج المقاس، ماذا يحدث لإشارة الخطأ، وكيف ينبغي أن يستجيب المتحكم لإعادة المخرج إلى قيمته؟

مع نهاية هذا الجزء، ينبغي أن تصبح مرتاحاً في اكتشاف حلقات التحكم (Control Loops) في الأنظمة الحقيقية وأن تشرح دورة القياس-القرار-التنفيذ التي تجعلها تعمل.