2.2. Классификация воздействий
К основным признакам классификации автоматического управления относят признак наличия специально организованных воздействий, оказываемых управляющим устройством на управляемый объект. При рассмотрении управляющего устройства А как части автоматической системы характеризуют связью между ними и управляемым объектом В как совокупность воздействий, которыми они обмениваются (рис. 2.3).
Рис. 2.3. Схема осуществления воздействий управления:
А - управляющее устройство; В - управляемый объект;
Х- выходное планируемое воздействие (на внешнюю среду);
F - выходное непланируемое воздействие (на внешнюю среду);
U - управляющее воздействие; X0 - входное планируемое воздействие; Fo - непланируемое воздействие (от внешней среды)
Эти воздействия называют внутренними. К ним относят также воздействия, оказываемые друг на друга различными частями автоматической системы. Кроме внутренних, существуют внешние по отношению к автоматической системе воздействия, т.е. воздействия со стороны внешней среды.
Различают три аспекта любого воздействия: энергетический, метаболический и информационный. Энергетический аспект проявляется в процессах преобразования и передачи энергии, метаболический - в процессах преобразования формы и состава вещества. Информационный аспект заключается в том, что и при энергетическом, и при метаболическом проявлении каждое воздействие является носителем информации.
Здесь следует отметить, что часто авторы пользуются также термином «координатные воздействия». Это физические величины, характеризующиеся состоянием внешней среды или выходными воздействиями других технических устройств, не являющихся частями рассматриваемой автоматической системы.
К классу внешних воздействий относят также так называемые параметрические воздействия.
К параметрическим воздействиям (возмущениям) относят влияние изменений параметров элементов рассматриваемой системы, обусловленное влиянием внешней среды, на объект управления или управляющее устройство. Обычно такие воздействия проявляются в непостоянстве характеристик источников энергии управляющего устройства, изменении температуры окружающей среды или элементов частей системы.
Внешние воздействия - воздействия, оказываемые на автоматическую систему извне (от внешней среды).
Внутренние воздействия - воздействия, оказываемые частями автоматической системы друг на друга.
В общем случае автоматическая система оказывает обратное воздействие на внешнюю среду. Если это воздействие существенно для процесса управления, то соответствующие участки внешней среды включаются в управляемый объект.
Среди внутренних воздействий различают следующие.
Управляющее воздействие- воздействие управляющего устройства на управляемый объект.
Контрольное воздействие- воздействие, передаваемое управляющему устройству от управляемого объекта.
Совокупность контрольных воздействий с внешними образует систему входных воздействий управляющего устройства. Совокупность управляющих воздействий образует систему входных воздействий управляемого объекта.
Входное воздействие - воздействие на входы управляющего устройства или управляемого объекта. Для управляющего устройства входные воздействия в общем случае представляют собой совокупность контрольных и внешних воздействий, а для управляемого объекта- совокупность управляющих и внешних воздействий, (см. рис. 2.3).
Алгоритм управления должен определять реакцию управляющего устройства на входные воздействия в виде управляющих
воздействий на его выходе. Контрольные воздействия управляемого объекта определяются алгоритмом функционирования.
Выходное воздействие - воздействие, выдаваемое управляющим устройством или управляемым объектом на выходе. Выходов может быть несколько, причем для управляющего устройства выходными являются управляющие воздействия, а для управляемого объекта - контрольные воздействия.
Воздействие обратной связи - воздействие, реализующее обратную связь.
Воздействие уставки - задающее воздействие, значения которого представляют заданные значения управляемой координаты.
Воздействие настройки - воздействие, предназначенное для изменения значений признаков, параметров и (или) структуры системы управления.
Воздействие отклонения - воздействие, значения которого показывают несоответствие значений управляемой координаты значениям воздействия уставки.
Аналоговое воздействие - воздействие, значения которого определены по непрерывной шкале.
Квантовое воздействие - воздействие, у которого квантованы значения его параметра. Когда квантованным параметром воздействия является время, говорят о квантовании по времени.
Дискретное воздействие - воздействие, значения которого определены по ступенчатой шкале.
Двоичное воздействие - дискретное воздействие, определенное по двухуровневой шкале.
Кодовое воздействие - дискретное многопараметрическое воздействие, шкала состояний которого представлена словами определенного кода.
Числовое воздействие - кодовое воздействие, шкала состояний которого представлена словами числового кода.
Непрерывное воздействие- воздействие, главный признак или параметр которого отображает влияние, оказываемое на объект управления в любой момент заданного интервала времени.
Прерывистое воздействие - воздействие, главный признак или параметр которого отображает влияние, оказываемое на объект управления лишь в определенные интервалы времени.
Импульсное воздействие - воздействие, признак или параметр которого представляет собой импульс или последовательность импульсов. Различают одноимпульсное воздействие, если речь идет об одиночном импульсе, и многоимпульсное воздействие, если речь идет о группе импульсов.
Времяимпульсное воздействие - одноимпульсное воздействие, главным признаком или параметром которого является длительность импульса.
Амплитудно-импульсное воздействие - одноимпульсное воздействие, главным признаком или параметром которого является амплитуда импульса.
Широтноимпульсное воздействие - многоимпульсное воздействие, главным параметром которого является отношение длительности одного импульса признака или параметра воздействия к длительности другого импульса или интервала времени между этими импульсами.
Числоимпульсное воздействие - многоимпульсное воздействие, главным параметром которого является число импульсов на заданном интервале времени.
Кодоимпульсное воздействие - импульсное воздействие, главным признаком или параметром которого является совокупность признаков или параметров импульсов, упорядоченная в соответствии с определенным кодом.
Периодическое воздействие - воздействие, изменение во времени значений признака или параметра которого может быть описано периодической функцией времени.
Амплитудное периодическое воздействие - периодическое воздействие, главным параметром которого является амплитуда периодически меняющегося параметра.
Частотное воздействие - периодическое воздействие, главным признаком или параметром которого является частота периодически меняющегося признака или параметра.
Фазовое воздействие - периодическое воздействие, главным признаком или параметром которого является фаза периодически меняющегося признака или параметра относительно другого (опорного) воздействия той же частоты.
Временное воздействие - воздействие, главным признаком или параметром которого является время.
Интенсивностное воздействие - непрерывное воздействие, главным параметром которого является мгновенное значение некоторого параметра этого воздействия.
Усредняемое воздействие - воздействие, главным признаком или параметром которого является усредненное по некоторому закону значение параметра этого воздействия на заданном интервале времени.
Детерминированное воздействие - воздействие, значения или состояния которого однозначно предсказуемы.
Стохастическое воздействие - воздействие, значения или состояния которого предсказуемы с некоторой вероятностью, отличной от единицы.
Стационарное стохастическое воздействие - стохастическое воздействие, вероятностные характеристики значений или состояний которого не зависят от времени.
Нестационарное стохастическое воздействие - стохастическое воздействие, вероятностные характеристики значений или состояний которого зависят от времени.