2.4. Статическое и астатическое регулирование

САР подразделяются на статические и астатические в зависимости от того, имеют они или нет ошибку в установившемся состоянии при определенного рода воздействиях.

На рис. 2.10 приведена схема статической САР уровня Н воды в резервуаре с помощью поплавкового регулятора. Регулируемая величина Н при разных, но постоянных внешних воздействиях на объект, по окончании переходного процесса принимает различные значения, зависящие от величины нагрузки-расхода жидкости Q в системе. Чем значительней расход жидкости, тем больше открыта задвижка и, следовательно, тем ниже уровень в резервуаре в состоянии равновесия.

Характерные особенности статической системы регулирования: равновесие системы может быть при различных значениях регулируемой величины (Н).

На рис. 2.11 приведена схема астатической САР уровня воды в резервуаре. В схему САР включен электродвигатель постоянного тока (интегрирующее звено), поднимающий (опускающий) задвижку (регулирующий орган), изменяющую приток жидкости.

При различных постоянных значениях внешнего воздействия на объект - Q по окончании переходного процесса в этом случае отклонение уровня H от заданного значения становится равным нулю.

Характерные особенности астатической САР: равновесие системы имеет место при единственном значении регулируемой величины - Н, равном заданному; регулирующий орган в астатической системе должен иметь возможность занимать различные положения при одном и том же значении регулируемой величины. Астатическое звено (двигатель) находится в состоянии безразличного равновесия при отсутствии на него внешнего воздействия. Вал электродвигателя вращается при наличии напряжения, когда замыкается контакт, связанный с поплавком. Его вращение вызывает перемещение задвижки.

Различают системы статические и астатические по отношению к возмущающему и управляющему воздействиям. В статических системах появляется постоянная ошибка системы, зависящая от величины воздействий. На рис. 2.12 , 2.13 приведены кривые переходных процессов в статической и астатической системах по отношению к возмущающему - и управляющему - воздействиям.

Рис. 2.10. Статическая САР

Рис. 2.11. Астатическая САР

Рис. 2.12. Переходные процессы в статической (кривая 1) и астатической (кривая 2) системах по отношению к возмущению

Рис. 2.13. Переходные процессы в статической (кривая 1) и астатической (кривая 2) системах по отношению к управляющему воздействию

№9

2.5. Классификация сау по характеру внутренних динамических процессов

В процессе работы САУ входные и выходные величины изменяются во времени. Динамика процесса преобразования входных величин в выходные описывается некоторыми уравнениями.

Точное математическое описание САУ представляет собой большие трудности и не всегда связано с практической необходимостью. Методы ТАУ разработаны применительно к различным типовым математическим моделям реальных САУ.

В зависимости от вида математической модели (вида уравнений динамики процессов управления) все САУ и Р делятся на следующие основные классы:

- линейные системы. Отметим важное свойство линейных систем. Оператор такой системы А - линеен. Свойство линейного оператора

называют принципом суперпозиции. Результат действия линейного оператора на любую линейную комбинацию заданных функций является линейной комбинацией от результатов его действия на каждую функцию в отдельности с теми же коэффициентами. К линейным операторам относят, в частности, операторы дифференцирования и интегрирования.

- нелинейные системы.

Каждый из этих основных классов в свою очередь делится на:

- системы с постоянными параметрами - описываются уравнениями с постоянными коэффициентами (стационарные САУ);

- системы с переменными параметрами - описываются уравнения с переменными коэффициентами (нестационарные САУ);

- системы с распределенными параметрами – описываются уравнения в частных производных;

- системы с запаздыванием - описываются уравнения с запаздывающим аргументом.

По характеру передачи сигналов различают:

- непрерывные системы;

- дискретные системы (импульсные и цифровые);

- релейные системы.

По характеру процессов управления:

- детерминированные системы (определенные параметры и процессы);

- стохастические системы (случайные параметры и процессы).

По характеру функционирования различают:

- обычные системы (соответствующие трем фундаментальным принципам управления);

- адаптивные системы (самонастраивающиеся, самооргани-зующиеся, экстремальные);

- терминальные системы (в них ставится задача достижения определенного состояния системы в конечный момент времени).

В зависимости от конструктивного выполнения САУ подразделяют на электронные, электрические, электромеханические, пневматические, электрогидравлические, гидравлические.

№10 (А)