- •Часть 1
- •Часть I. Теория линейных непрерывных систем автоматического регулирования.
- •§1 Механизация и автоматизация
- •§2 Виды автоматических систем
- •§3 . Предмет изучения и задачи курса “Теория автоматического управления” (тау)
- •§4. Принципы построения сар
- •V 2 ) Принцип регулирования по отклонению реализуется по следующей функциональной схеме:
- •§5. Статический расчет замкнутой системы автоматического регулирования
- •§6. Статическая ошибка регулирования
- •§7. Статические характеристики для относительных величин. Статизм регулирования
- •§8. Типовые законы автоматического регулирования
- •§9. Классификация сар
- •Тема №2. Математическое описание линейных непрерывных сар и их элементов
- •§10. Составление уравнений линейных непрерывных звеньев
- •Общий порядок составления уравнений динамических звеньев
- •§11. Передаточные функции звеньев
- •Аналогично изображение второй производной
- •§ 12. Линеаризация нелинейных функций и уравнений.
- •§13. Cтруктурные схемы сар и их преобразования
§9. Классификация сар
Она производятся по ряду признаков:
1. По виду уравнений - линейные и нелинейные системы.
В линейном дифференциальном или алгебраическом уравнении все члены линейно зависят от переменных величин, их интегралов и производных . Если содержится степенная функция, log, тригонометрическая функция , произведение, частное от деления переменных, то это делает систему нелинейной и усложняет исследование.
2. По зависимости коэффициентов уравнения от времени - стационарные и нестационарные .
В нестационарных системах хотя бы один коэффициент зависит от времени, это усложняет исследование.
3. По характеру передачи воздействий от входа к выходу - непрерывные и дискретные.
В непрерывных системах все элементы непрерывно передают воздействие от входа к выходу . Если на входе гладкая функция , то и на выходе гладкая функция времени (без скачков и разрывов).
Дискретные системы содержат хотя бы один элемент дискретного действия и по виду этого действия делятся на релейные, импульсные, цифровые (релейно-импульсные ).
Релейная система содержит хотя бы один элемент релейного действия, т.е. элемент, выходная величина которого имеет конечное число значений, и переход от одного к другому осуществляются скачкообразно. Релейные системы дискретны по уровню.
Импульсные системы содержат хотя бы один импульсный элемент, который превращает свою непрерывную входную величину в последовательность модулированных периодических импульсов. Импульсные системы дискретны по времени.
Цифровые системы, содержащие ЭВМ в контуре регулирования, обладают обоими видами дискретности из-за особенностей:
- периодичность вычислений (дискретность по времени),
- конечное число разрядов (дискретность по уровню).
4. По характеру изменения задающего воздействия во времени:
-Системы стабилизации (задание постоянно),
-Системы программного регулирования (задание - известная функция от t),
-Следящие системы (задание случайная функция от t).
В системах стабилизации особое внимание уделяется процессам , вызванным изменением возмущения , а в остальных системах важно как изменение задающего воздействия , так и возмущающего .
5. По точности в статическом режиме - статические и астатические.
6. По количеству контуров - одноконтурные и многоконтурные.
Наличие местных ОС делает систему многоконтурной, появляются так называемые внутренние контура регулирования. К многоконтурным относятся системы подчиненного регулирования, в которых имеется, по крайней мере, два регулятора - командный, регулирующий основную регулируемую величину и подчиненный, регулирующий промежуточную величину и получающий задание от командного.
7. По количеству регулируемых величин в одном объекте - одномерные и многомерные. Многомерные - всегда многоконтурные.
8. По наличию дополнительных связей между регуляторами многомерные системы делятся на системы несвязанного и связанного регулирования . В последних имеются дополнительные связи (штриховые линии на схеме), которые в идеальном случае полностью компенсируют нежелательные перекрестные связи в ОР , делая систему автономной. Пример двумерной САР уровня и температуры показан на схеме.
ОР - резервуар с жидкостью,
H - уровень жидкости,
- температура жидкости,
Q - приток жидкости,
Р - мощность обогрева.
9 . По достигаемому уровню качества регулирования - обыкновенные и оптимальные. В оптимальных системах некоторый критерий оптимальности (технико-экономический показатель) достигает своего оптимального значения. В обыкновенных показатели качества имеют заданные, но не оптимальные значения.
10 . По способности системы автоматически приспосабливаться к изменяющимся характеристикам объекта и внешних воздействий различают системы с жесткой настройкой и адаптивные. В адаптивных параметры регулятора в процессе эксплуатации автоматически изменяются так, чтобы показатели качества регулирования имели заданные или оптимальные значения.