Математическое описание линейных систем

Классификация систем автоматического управления

Устройства УС, ПУ, КУ, ВСУ, У, ИУ, УОС являются элементами устройства управления, т.е. регулятора.

Чувствительное (измерительное) устройство (Д) измеряет и преобразует управляемые и контролируемые входные переменные и управляющие воздействия в сигналы, удобные для дальнейшего использования в системе управления.

Регулирующие органы (РО) передают управляющие воздействия непосредственно на объект управления, изменяя количество поступающих в объект энергии или вещества (воды, воздуха, топлива и т.д.).

Умение разделять САУ (САР) на функциональные элементы и составлять по ним функциональные схемы в общем виде, способствует ясности представлений о физических процессах, происходящих в системе управления и имеет большое значение для дальнейшего исследования и расчета основных режимов работы САУ.

Классификация систем автоматического регулирования по характеру изменения задающего воздействия

По данному признаку САУ делятся на:

- системы автоматической стабилизации;

- системы программного управления;

- следящие системы.

Система автоматической стабилизации – это система, алгоритм функционирования которой содержит предписание поддерживать значение управляемой величины постоянной:

, (1.8)

где знак» означает, что управляемая переменная поддерживается на заданном уровне с некоторой ошибкой

(1.9)

Системы автоматической стабилизации имеют наибольшее распространение в промышленной автоматике.

Система программного управления – это система, алгоритм функционирования которой содержит предписание изменять управляемую переменную в соответствии с заранее заданной функцией времени f_n(t), т.е.

. (1.10)

Следящая система – это система, предназначенная для изменения управляемой переменной в соответствии с изменением другой переменной, которая действует на входе системы и закон изменения которой заранее не известен, т.е.

, (1.11)

где f_c(t) – произвольная функция времени. Следящие системы обычно используются для дистанционного управления перемещением объектов в пространстве, а также для дистанционной передачи показаний.

Классификация систем автоматического управления в зависимости от числа управляемых переменных

По этому признаку САУ делятся на одномерные и многомерные.

К одномерным САУ (САР) относятся системы с одним входом и одним выходом. Одномерная САР приведена на рис. 1.8.

К многомерным САУ относятся системы с несколькими выходами и (или) несколькими входами. Объекты управления для многомерных систем представлены на рис. 1.9.

Рис.1.8. Схема одномерной САР

Рис. 1.9. Схемы многомерных объектов управления

Многомерные системы, в свою очередь, делятся на системы связанного и несвязанного управления. Системы несвязанного управления (регулирования) – это системы, в которых устройства управления, предназначенные для управления различными переменными, не связаны друг с другом и могут взаимодействовать только через общий объект управления (рис. 1.10а).

Рис. 1.10. Примеры объектов для связанного и несвязанного управления

Системы связанного управления – это системы, в которых устройства управления связаны между собой и для нормальной работы системы требуется их вполне определенное взаимодействие (рис. 1.10б).

Классификация систем автоматического управления по остальным признакам

По виду сигналов, циркулирующих в системе, САУ делятся на непрерывные (аналоговые) и дискретные системы управления. Дискретные системы, в свою очередь делятся на импульсные, релейные и цифровые.

В зависимости от наличия ошибки в установившемся режиме САР делятся на:

- статические системы, в которых управляемая переменная в установившемся режиме зависит от величины возмущающих воздействий (управляющего воздействия или входных переменных);

- астатические системы, в которых управляемая переменная не зависит в установившемся режиме от величины возмущающего воздействия.

По виду дифференциальных уравнений, описывающих элементы САУ, последние делятся на линейные и нелинейные системы. Линейные САУ – это системы, все элементы которых описываются линейными алгебраическими и дифференциальными уравнениями. Если хотя бы один элемент системы имеет нелинейную зависимость выходной переменной от входной, то такая система является нелинейной.

Дата добавления: 2014-01-07