1.2. Классификация сау

Принята следующая классификация существующих САУ.

I. По виду используемой УУ информации различают разомкнутые или замкнутые САУ. В разомкнутых системах отсутствует обратная связь. При наличии обратной связи ОУ и УУ образуют замкнутый контур, обеспечивающий автоматический контроль за состоянием ОУ.

II. По характеру применения задающего воздействия y(t) различают следующие системы.

1. Система автоматической стабилизации g(t) постоянно, то есть необходимо поддерживать постоянным значение управляемого сигнала y(t).

2. Система программного управления задающее воздействие изменяется по некоторому заранее известному закону.

3. Следящие системы, у которых вид y(t) заранее неизвестен.

Принято выделять адаптивные системы, которые могут приспособиться к изменениям внешних условий, а также улучшать свою работу по мере накопления опыта.

Адаптивные системы бывают четырёх видов:

а) оптимальные

б) самонастраивающиеся

в) самоорганизующиеся

г) самообучающиеся.

Оптимальные САУ обеспечивают автоматическое поддержание наилучшего режима функционирования.

Самонастраивающиеся САУ способны изменять свои параметры при изменении внешних условий.

Самоорганизующиеся САУ способны изменять алгоритм работы, то есть система сама изменяет свою структуру.

Самообучающиеся САУ способны накапливать и обрабатывать информацию и на основе этого опыта совершенствовать свою структуру и способы управления.

III. По характеру действия САУ различают системы непрерывного и дискретного действия.

В непрерывных САУ во всех звеньях выходной сигнал изменяется плавно при таком же изменении входного сигнала.

В системах дискретного действия должно быть хотя бы одно звено, у которого выходной сигнал изменяется дискретно при непрерывном изменении входного сигнала.

IV. По характеру преобразования сигнала различают

линейные и нелинейные САУ.

V. По характеру зависимости параметров САУ во времени

выделяют стационарные и нестационарные САУ.

VI. По количеству управляемых параметров различают одномерные и многомерные САУ.

3. Программы и законы управления

САУ обычно осуществляют поддержание постоянного значения управляемого сигнала у(t), или его изменение по определенному закону.

При этом программа управления либо задается заранее, либо изменяется во время эксплуатации в зависимости от конкретных условий.

Программы управления могут быть временными (y=y(t)) или параметрическими (y=y (S1,...,Sn), где S – физические параметры объекта управления).

Закон управления – это алгоритм формирования наиболее целесообразного сигнала управления z(t) (рис. 1.2), который должен обеспечить требуемую точность, устойчивость и качество процесса управления.

Различают линейные и нелинейные законы управления. Для нелинейных законов управления пока не существует общей теории, однако нелинейные методы хотя и сложнее линейных, но позволяют существенно повысить точность и качество управления.

Принципы построения САУ изучает теория автоматического управления. При построении САУ действует блочно-иерархический подход к проектированию. В процессе разработки эффективной САУ решают задачи синтеза, анализа коррекции, экспериментального исследования и наладки САУ.

Под синтезом САУ понимают выбор схемы взаимодействия элементов САУ, их параметров и характеристик. Требуется получить САУ, удовлетворяющую требованиям технического задания (ТЗ).

В ходе решения задачи анализа САУ по заданной структуре САУ определяют значения показателей эффективности системы и, в случае, если они не соответствуют требованиям ТЗ, изменяют их с помощью методов коррекции.

Методы экспериментального исследования и наладки САУ позволяют наиболее рационально исследовать и настроить систему в реальных условиях работы.

Чтобы получить систему, удовлетворяющую ТЗ, приходиться многократно просчитывать различные вариантов схемы и параметров САУ, что соответствует итерациям структурной и параметрической оптимизации в рамках блочно-иерархического подхода.

САУ представляет собой совокупность связанных между собой элементов. Элементы, выполняющие основные функции, называются основными, а остальные – вспомогательными.

Элемент - это конструктивно обособленная часть схемы или системы, выполняющая определенную функцию. Элементы отличаются друг от друга физической природой, принципом действия, схемой включения, конструкцией и т.п.

Общим для всех элементов является передача поступающих на них сигналов в определенном направлении, преобразование сигнала по значению, характеру, и физической природе.