2.2Линейные и нелинейные сау

По функциональной зависимости между входной и выходной координатами САУ разделяются на:

- линейные;

- нелинейные.

Линейные характеризуются тем, что поведение системы описывается системой линейных дифференциальных уравнений (уравнения с постоянными коэффициентами).

Для описания поведения линейных систем применяется принцип суперпозиции, который заключается в том, что реакция системы на любую комбинацию внешних воздействий равна сумме реакций на каждое из этих воздействий в отдельности.

Для того, чтобы система была нелинейной, достаточно иметь в ее составе хотя бы одно нелинейное звено, т.е. звено, поведение которой описывается нелинейными уравнениями (уравнения с переменными коэффициентами).

Причинами нелинейности могут быть насыщение магнитной цепи, насыщение усилителей, нелинейная зависимость выходной величины от входной (гистерезис, реле, и т.д.).

Следует иметь в виду, что абсолютно линейных систем в природе не существуют. Однако, если в рабочем диапазоне работы зависимости между входной и выходной координатами линейны или без большой погрешности нелинейную зависимость можно заменить линейной (линеаризировать в заданном диапазоне работы), то система принимается линейной.

2.3Сау непрерывного, релейного и импульсного действия

В зависимости от характера работы системы САУ подразделяются:

- система непрерывного действия. Выходные величины системы и звеньев изменяются плавно при плавном изменении входной величины. Такие системы называют еще и аналоговыми, так как конструируются с применением аналоговой техники;

- система релейного действия - система, содержащее хотя бы одно звено релейного действия. Характерной особенностью таких звеньев является скачкообразное изменение выходного сигнала при плавном изменении входного;

- система импульсного действия - система, использующая для передачи сигнала один из видов импульсной модуляции – амплитудно-импульсную, широтно-импульсную и частотно-импульсную модуляцию.

Две последние системы конструируются с применением аналоговой и цифровой (дискретной) техники.

2.4Адаптивные и неадаптивные сау

По способности приспосабливаться к изменению внешних условий работы САУ классифицируются на:

- адаптивные;

- неадаптивные.

Адаптивные системы, в отличие от неадаптивных, могут менять свои параметры и/или структуры в зависимости от условий работы САУ.

2.5Вопросы для самопроверки

1. Сформулируйте основные цели управления.

2. Как классифицируются САУ для поддержания заданного закона изменения выходной координаты?

3. Основные признаки разомкнутой САУ. Сформулируйте основные преимущества и недостатки САУ. Приведите примеры разомкнутой САУ.

4. Основные признаки замкнутой САУ. Сформулируйте основные преимущества и недостатки САУ. Приведите примеры замкнутой САУ.

5. Классификация обратных связей.

6. Что понимается под аналоговым и импульсным управлением?

7. Как осуществляется импульсное управление? Приведите примеры дискретного управления.

8. Почему системы делятся на линейные и нелинейные?

2.6Рекомендуемая литература

/1/, гл. I

/3/, гл. 1

/4/, гл. 1

3Основные характеристики линейных сау

3.1 Режимы работы сау

Существуют два режима работы САУ:

1) статический режим (установившийся);

2) динамический режим (переходной процесс).

Эти два режима отличаются друг от друга характером поведения ОУ. В статическом режиме изменение состояния ОУ, а также его параметров не происходит. В динамическом режиме, соответственно, состояние САУ изменяется. Другими словами, динамический режим - это режим перехода из одного статического состояния в другое (рисунок 3.1 а).

Естественно, что переходы из одного статического состояния в другое могут быть различными, зависящими от УУ, принципов управления и свойств самого объекта. Очевидно, что одной из важных задач управления является отыскание оптимального динамического режима (в самом простейшем случае – минимальной длительности).

Следует отметить, что достаточно трудно отделить динамический режим от статического. Принято считать, что динамических процесс заканчивается и становится статическим в момент времени, после которого действительное значение выходной координаты отличается от расчетного статического значения не более, чем на 1% до 5% (рисунок 3.1 б), то есть, в окрестности установившегося режима вводится допустимая зона (область), в которой может находиться выходная координата.