1.3. Классификация сау по характеру изменения задающего воздействия

В зависимости от характера изменения задающего воздействия g(t) САУ могут быть подразделены на следующие три класса:

1. Системы автоматической стабилизации (или системы автоматического регулирования (САР));

2. Системы программного управления;

3. Следящие системы.

В системах автоматической стабилизации управляющие воздействия представляют собой заданные постоянные величины (уставки) g(t) =const.

В системах программного управления задающие воздействия есть известные функции времени (изменяются по программе) : g(t) =g_пр(t).

В следящих системах задающие воздействия представляют собой заранее неизвестные функции времени.

1.4. Классификация систем автоматического регулирования по величине установившейся ошибки

Данный вид классификации разделяет САР на статические и астатические в зависимости от того, имеют они в установившемся режиме после изменения величины внешнего воздействия ошибку регулирования (статические САР), или не имеют (астатические САР).

Характерные особенности статической САР:

• равновесие САР может быть при различных значениях регулируемой величины;

• каждому значению регулируемой величины соответствует единственное положение регулирующего органа.

Характерные особенности астатической САР:

• равновесие САР имеет место при единственном значении регулируемой величины, равном заданному;

• регулирующий орган должен иметь возможность занимать различные положения при одном и том же значении регулируемой величины.

Следует различать системы статические и астатические по отношению к возмущающему и управляющему внешним воздействиям.

В системах, статических по отношению к управляющим воздействиям, постоянным значениям этого воздействия соответствует постоянная ошибка системы, величина которой зависит от величины управляющего воздействия:

В астатических схемах по отношению к управляющему воздействию после окончания переходного процесса ошибка равна нулю.

1.5. Классификация сау по их математическому описанию

Вид математической модели САУ зависит от характера динамических процессов, протекающих в системе. Основные признаки деления автоматических систем на классы по характеру внутренних динамических процессов:

1. непрерывность или дискретность динамических процессов во времени;

2. линейность или нелинейность уравнений, описывающих динамику процессов управления.

По первому признаку САУ делятся на системы непрерывного действия и системы дискретного (прерывистого) действия. Системы дискретного действия подразделяют на импульсные, релейные и цифровые.

По второму признакуСАУ делятся на системы линейные и нелинейные (кроме релейных систем). Системы релейного действия относятся целиком к категории нелинейных систем.

Если в процессе работы структура всех связей в системе остается неизменной, то такая система является системой непрерывного действия. Сигналы на выходе элементов такой системы являются непрерывными функциями воздействия и времени. Пример системы непрерывного действия показан на рисунке 1.7.

Системы дискретного действия отличаются тем, что в них через дискретные промежутки времени происходит размыкание или замыкание каких-либо связей между элементами системы.

В импульсных системах размыкание и замыкание цепи воздействий производится принудительно и периодически специальным прерывающим устройством. В течение передачи импульсов процессы в этих системах протекают так же, как и в непрерывных САУ. Импульсные системы содержат импульсные элементы и осуществляют квантование сигнала по времени

В системах релейного действия размыкание или замыкание цепи производится одним из элементов системы при непрерывном значении входного воздействия. Размыкание или замыкание осуществляется с помощью реле или элемента, имеющего релейную характеристику. Релейные системы осуществляют квантование сигнала по уровню. Цифровыми или релейно-импульсными автоматическими системами называют системы, содержащие в контуре управления цифровые вычислительные машины. В этих системах происходит квантование сигнала как по времени, так и по уровню.

Обратимся теперь ко второму признаку классификации автоматических систем.

Систему называют линейной, если модели всех её звеньев описываются линейными уравнениями (алгебраическими и дифференциальными или разностными). Если динамика всех звеньев системы описывается обыкновенными линейными дифференциальными (и линейными алгебраическими) уравнениями спостоянными коэффициентами, то систему называютстационарной линейной системой. Если в уравнении динамики какого-либо звена линейной системы имеется хотя бы одинпеременный вовремени коэффициент, то получимлинейную нестационарную систему. Если в системе дифференциальных уравнений, описывающих систему, естьдифференциальные уравнения в частных производных, то мы имеем модель системыс распределенными параметрами. Модель системыс сосредоточенными параметрами не содержит дифференциальных уравнений в частных производных. Динамика линейных импульсных систем описывается линейными разностными уравнениями.

Нелинейной системой называется такая система, в которой хотя бы в одном звене нарушается линейность статической характеристики или же имеет место любое другое нарушение линейности уравнений динамики звена.

Нелинейные системы так же как и линейные, могут быть стационарными и нестационарными, с сосредоточенными параметрами и с распределенными параметрами.

Кроме того, системы (или их математические модели) каждого из классов и подклассов могут быть подразделены на детерминированные и стохастические.

Математическую модель системы называют детерминированной, если приложенные к ней воздействия и параметры модели являются постоянными или детерминированными, т.е. определенными, функциями переменных состояния и времени. Математическую модель системы называют стохастической, если приложенные к ней воздействия и параметры модели являются случайными функциями или случайными величинами.