1.4. Алгоритмы функционирования систем автоматического управления

Функционирование САУ задается определенной совокупностью предписаний (алгоритмом) Y_тр(t), определяющих характер изменения выходной величины объекта

Y(t) = Y_тр(t).

Различные алгоритмы функционирования определяют следующие основные классы САУ:

1. Системы стабилизации, у которых выходная величина остается неизменной. Эти системы наименее сложны и их относят к системам автоматического регулирования (САР):

Y_тр(t) = Const. (1.7)

2. Системы программного управления, обеспечивающие изменение выходного объекта по заданной программе непрерывно

Y_тр(t) = f (X₁, X₂, X₃, ΔX_i ,... X_n, t) (1.8)

или дискретно

. (1.9)

3. Следящие системы, в которых выходная величина полностью соответствует изменениям величины, действующей на входе системы по заранее неизвестному закону

Y(t) = Y_тр(t).

Примером следящей САУ является система управления активной мощностью нагрузки синхронного генератора на электрической станции в течение суток. Управляемой величиной в системе служит активная мощность нагрузки Р генератора. Закон изменения задания активной мощности Р_з (задающего воздействия) определяется, например, диспетчером энергосистемы и имеет неопределенный характер в течение суток.

В стабилизирующих, программных и следящих САУ цель управления заключается в обеспечении равенства или близости управляемой величины x(t) к ее заданному значению x_з(t). Такое управление, осуществляемое с целью поддержания называется регулированием.

Управляющее устройство, осуществляющее регулирование, называется регулятором, а сама система – системой регулирования.

Особый класс САУ образуют системы, которые способны автоматически приспосабливаться к изменению внешних условий и свойств объекта управления, обеспечивая при этом необходимое качество управления путем изменения структуры и параметров управляющего устройства. Они называются адаптивными (самоприспосабливающимися) системами. В составе адаптивной САУ имеется дополнительное автоматическое устройство, которое меняет алгоритм управления основного управляющего устройства таким образом, чтобы САУ в целом осуществляла заданный алгоритм функционирования. Алгоритм функционирования адаптивной САУ предписывает обычно максимизацию показателя качества, который характеризует либо свойства процесса управления в САУ в целом (быстродействие, точность и т.д.), либо свойства процессов, протекающих в объекте управления (производительность, достижение наивысшего коэффициента полезного действия, минимизация затрат и т. д.). Поэтому адаптивные САУ являются, как правило, еще и оптимальными.