1.3.3. Классификация сар

Системы автоматического регулирования принято классифицировать по различным признакам.

1. По характеру взаимодействия автоматического регулятора и объекта регулирования САР делят на разомкнутыеизамкнутые (с обратной связью и без обратной связи).

Ошибка принципиально присуща только замкнутым САР. В замкнутой САР причина, вызвавшая изменение регулируемой величины, не имеет принципиального значения. В силу замкнутости системы, то есть при существовании обратной связи, регулятор стремится устранить это изменение. Таким образом, замкнутые САР более применимы из-за своей универсальности.

2. В зависимости от вида управляющего воздействия y(t) различают:

- системы стабилизации, когда значение регулируемой величины поддерживается постояннымy(t)=Const.

- системы программного регулирования, когда значение регулируемой величиныy(t) изменяется по заданному закону.

- следящие системы, когда значение регулируемой величиныy(t) произвольная, заранее неизвестная функция времени.

2. В зависимости от типа регулирования САР делят на системы, имеющие регуляторы прямогоинепрямого действия.

Первые применяются, когда сигнал чувствительного элемента (ЧЭ) обладает достаточной мощностью для управления регулирующим элементом. Вторые используют специальные исполнительные устройства, работающие от дополнительного источника энергии. В таких системах ЧЭ измеряет значение регулируемой величины, и сигнал с ЧЭ поступает на усилитель, который включает в работу исполнительное устройство.

4. По числу контуров регулирования или числу обратных связей САР делят на одноконтурные имногоконтурные. Первые имеют одну главную обратную связь и не имеют местных обратных связей. Вторые помимо главной обратной связи имеютn-количество местных обратных связей.

5. По числу регулируемых величин САР могут быть одномерными (одна входная и одна выходная величина) имногомерными (несколько входных и выходных величин). Многомерные системы в свою очередь делятся насвязанныеиавтономные. У первых изменение одной регулируемой величины вызывает изменение и других регулируемых величин. У вторых связи подобраны так, что изменение одной регулируемой величины не вызывает изменений других регулируемых величин.

6. По свойствам в установившемся режиме (при постоянных значениях управляющего или возмущающего воздействий) или в зависимости от наличия или отсутствия статической ошибки различают статическиеиастатическиесистемы. Система называется статической, если отклонение регулируемой величины, вызванное этим воздействием стремится к постоянному значению. Система называется астатической, если в установившемся состоянии отклонение регулируемой величины стремится к нулю, при любой величине внешнего сигнала. Астатические регуляторы более точно поддерживают заданные значения, но имеют обычно более сложное устройство.

Замечание.Одна и та же система может быть статической по отношению к одному воздействию и астатической по отношению к другому.

На рис. 1.8 показаны переходные процессы в статической и астатической системах по отношению к возмущающему и управляющему воздействиям.

а) б)

Рис. 1.8. Переходные процессы в статической (1) и астатической (2) системах по отношению к возмущающему (а) и управляющему (б) воздействиям

7. По характеру сигналов САУ делят на системы непрерывногоидискретногодействия. САУ называют системой непрерывного действия , если в каждом из ее звеньев непрерывному изменению входной величины во времени соответствует непрерывное изменение выходной величины. Для этого необходимо, чтобы статические характеристики такой системы были непрерывны.

САУ дискретного действия- это система, в которой хотя бы в одном звене при непрерывном изменении входного сигнала выходная величина изменятся не непрерывно, а виде импульсов, появляющихся через некоторые промежутки времени.

Дискретные САУ делят на импульсныеирелейныесистемы.

Звено, преобразующее непрерывный входной сигнал в последовательность импульсов, называется импульсным(рис.1.7).

Рис. 1.9. Вид входного (х₁) и выходного (х₂) сигнала импульсного звена

САУ релейного действия - это система, в которой хотя бы в одном звене при непрерывном изменении входной величины, выходная величина в некоторых точках процесса, зависящих от входной величины, изменяется скачком. Статическая характеристика релейного звена имеет точки разрыва. Виды статических характеристик релейных звеньев показаны на рис.1.10.

Рис. 1.10. Статические характеристики релейных звеньев

8. В зависимости от идеализации принятой при математическом описании САУ делят на линейныеинелинейные. Такое деление зависит от того, какая из математических моделей линейная или нелинейная была выбрана при их исследовании.

К линейным САР относят обыкновенные линейные системы, описываемые обыкновенными дифференциальными уравнениями с постоянными коэффициентами иособыелинейные системы:

• системы с переменными параметрами, описываемые уравнениями с переменными коэффициентами;

• системы с распределенными параметрами, описываемые уравнениями в частных производных;

• системы с запаздыванием, описываемые уравнениями с запаздывающим аргументом.

Замечание.В действительности не существует идеальных линейных систем.

9. По характеру процессов управления различают:

- детерминированныесистемы (параметры системы и приложенные к ней воздействия являются детерминированными, то есть не случайными функциями);

- стохастическиесистемы, в которых параметры и воздействия являются случайными функциями.

10. По характеру функционирования различают самонастраивающиеся(адаптивные)инесамонастраивающиеся(обычные) системы. В самонастраивающихся системах параметры меняются в зависимости от изменения сигналов системы. Эти САУ - предмет специального курса.