1. . Классификация систем автоматического управления

Все системы автоматического управления и регулирования делятся по различным признакам на следующие основные классы.

1 По основным видам уравнений динамики процессов управления:

а) линейные системы;

б) нелинейные системы.

2 В зависимости от коэффициентов уравнений и вида уравнений как линейные, так и нелинейные системы подразделяются

а) системы, описываемые обыкновенными дифференциальными уравнениями с постоянными коэффициентами;

б) системы, описываемые обыкновенными дифференциальными уравнениями с переменными коэффициентами;

в) системы, описываемые уравнениями в частных производных;

г) системы с запаздыванием, описываемые уравнениями с запаздывающим аргументом.

3 По характеру представления сигналов различают:

а) непрерывные системы;

б) дискретные системы, среди которых выделяют импульсные, релейные, цифровые.

4 По характеру процессов управления:

а) детерминированные системы – системы с определенными переменными и процессами;

б) стохастические системы – системы со случайными переменными и процессами.

5 По характеру функционирования.

В зависимости от того, по какому закону изменяется заданное значение регулируемой величины, системы автоматического управления подразделяются на:

а) системы стабилизации, поддерживающие постоянство регулируемой величины, т.е. y_зад(t) = const;

б) системы программного регулирования, в которых заданное значение регулируемой величины изменяется по определенной заранее временной программе;

в) следящие системы, в которых заданное значение регулируемой величины изменяется в соответствии с состоянием некоторого заданного вектора переменных во времени;

г) системы оптимального управления, в которых показатель эффективности зависит не только от текущих значений координат, как в экстремальном регулировании, но также от характера их изменения в прошлом, настоящем и будущем, и выражается некоторым функционалом. Нахождение оптимального управления предполагает решение достаточно сложной математической задачи соответствующими методами, кроме того органической составной частью системы является компьютер;

д) адаптивные системы, в которых автоматически изменяются значения y_зад , собственные параметры или структура при непредвиденных изменениях внешних условий на основании анализа состояния или поведения системы так, чтобы сохранялось заданное качество ее работы. Системы с изменением заданного значения регулируемой величины называют экстремальными, с изменением параметров – самонастраивающимися, с изменением структуры – самоорганизующимися.

2. Математические модели сау

Математические модели САУ могут исследоваться аналитическими и численными методами, а также с помощью АВМ и ЦВМ. Аналитические методы наиболее эффективны, когда САУ описывается системой линейных дифференциальных уравнений. Но часто они описываются более сложными нелинейными дифференциальными уравнениями. Математическое описание автоматической системы управления – это описание процессов, протекающих в системе на языке математики. Моделирование САУ - это один из основных методов исследования САУ. Моделирование - исследование некоторого процесса с помощью модели. Модель данного процесса- некоторый другой процесс, имеющий с данным общие свойства. Для исследования САУ физическое и математическое моделирование. При физическом моделировании процессы в модели и оригинале имеют одинаковую физическую природу. Теоретическая база физического моделирования- теория подобия, позволяющая пересчитать количественные характеристики, полученные при изучении модели, в количественные характеристики оригинала. - физическое моделирование наиболее полно воспроизводит свойства оригинала, которые не могут быть в полной мере учтены при теоретическом исследовании. - при физическом моделировании для каждой конкретной системы необходимо создать свою модель.