Классификация систем ра
Системы РА классифицируются по следующим признакам:
По принципу построения:
управление по отклонению (системы автоматической и фазовой подстройки частоты) и возмущению (системы автоматической регулировки усиления).
По виду входного сигнала:
системы стабилизации, где входной сигнал постоянный (система автоматической стабилизации частоты, напряжения);
системы программного управления, в которых входной сигнал является известной величиной (системы управления антенной РЛС в режиме поиска и др.);
следящие системы, в которых сигнал является случайной величиной (система автоматического сопровождения цели РЛС).
По виду используемого УУ различают два основных типа систем управления: РАЗОМКНУТЫЕ системы и ЗАМКНУТЫЕ системы.
Разомкнутые системы управления системы, в которых входная (регулируемая) величина не изменяется.
Рис.4. Функциональная схема разомкнутых автоматических
систем управления
Замкнутые системы управления (рис. 3) имеют обратную связь. В замкнутой системе устройство управления стремится ликвидировать все отклонения регулируемой величины Y от его значения и не зависит от причин, вызвавших эти отклонения, включая любые возмущения, вызванные внешними и внутренними помехами.
Рис. 5. Функциональная схема замкнутых автоматических
систем управления
Основные замкнутые системы управления строятся по схеме с обратной связью и управляются по отклонению и возмущению (рис. 1.3).
В зависимости от вида уравнения, описывающего процессы в системах, различают непрерывные и дискретные, линейные и нелинейные, стационарные и нестационарные системы РА.
Для улучшения качества работы системы РА в управляющем устройстве могут вырабатываться не только сигналы управления, но и изменяться алгоритмы управления и перестраиваться параметры системы (коэффициенты усиления звеньев, постоянные времени корректирующих устройств). В результате изменения алгоритма управления достигается высокое качество работы системы. Подобные системы РА называют адаптивными.
2. Основы теории ра
Дифференциальные уравнения систем РА
Методы анализа линейных систем РА основываются на принципе суперпозиции, который заключается в следующем.
Если на линейную систему поступает управляющее воздействие, которое можно представить в виде суммы простых воздействий вида
,
то выходной сигнал определяется по принципу суперпозиции, как сумма реакций на каждое слагаемое (2.1). В этом выражении х(t) – произвольное входное воздействие, описываемое постоянной составляющей, скоростью, ускорением и более высокими производными. Введя масштабные коэффициенты b при производных входного сигнала
Применив для нормировки по y нормирующие коэффициенты а, в случае линейной системы РА получим линейное дифференциальное уравнение
(2.1)
В стационарных системах РА коэффициенты дифференциального уравнения являются постоянными величинами, в нестационарных – переменными.
Решение дифференциального уравнения связано с вычислительными трудностями, а во многих случаях, например, в следящих системах, не может быть осуществлено, так как неизвестно управляющее воздействие. По этим причинам исследование систем РА ведется косвенными методами, базирующимися на операционном методе Лапласа и преобразования Фурье. При исследованиях используются стандартные входные воздействия, гармонические, единичный перепад напряжения, короткий импульс (δ – функция), и для описания систем РА используются следующие основные характеристики: передаточная функция, переходная и импульсная переходная функции, комплексный коэффициент передачи или частотная характеристика.