Основные типы систем управления по характеру формируемого задающего воздействия

Обратимся к виду задающего воздействия “уставки” y^зад(t).

Это – желаемое поведение системы, желаемый алгоритм функционирования. От вида и способа формирования этого сигнала в значительной степени зависит способ построения регулятора.

В зависимости от вида y^зад(t) принято классифицировать САУ по

задачам управления:

· Системы стабилизации, отличаются тем, что y^зад = const.

· Системы программного управления. y^зад (t) - является функцией времени и заранее известна.

· Системы следящие. y^зад (t) - заранее неизвестно.

Отметим, что эти задачи являются усложняющимися. В самом деле, всегда можно считать, что y^зад = const является частным случаем известной функции. Также очевидно, что управлять системой с заранее неизвестным y^зад (t) сложнее, чем системой с заранее известным законом функционирования.

Типичным примером системы стабилизации может служить контур поддержания постоянной температуры в помещении (обратите внимание на наличие в системе помех в виде изменяющихся условий: в помещение входят и выходят люди и т.п.!)

Ещё одним примером может служить система АПЧГ – автоматической подстройки частоты гетеродина приёмника.

Примером САУ программного управления является система поддержания заданного технологического режима, например, закона нагрева подложек микросхем, когда известна требуемая температурная кривая.

Замечание: не следует путать принцип программного управления и систему программного управления (имеется, к сожалению, неудачная сложившаяся терминология).

Наконец, примером следящей системы может являться любая система дистанционного управления перемещением, например, робот-манипулятор, управляемый специальным “джойстиком”. В этом случае объект должен точно воспроизвести любые заранее неизвестные перемещения, притом, возможно, в условиях помех.

Принято считать, что современная экономика развивается по принципу обратной связи, обеспечивающей в данном случае устойчивость системы в целом при изменяющихся внешних условиях (природа, общество). Следует, однако, отметить, что в этом случае не просто сформулировать задачу управления. Обычно в таком случае имеются дополнительные критерии качества, которые должны достигать максимального/минимального значения. Скажем, таким критерием может являться стоимость управления.

Более точно такие системы описываются, как системы оптимальные, когда в явном виде представлен некоторый критерий выгоды, и задача заключается в его максимизации или минимизации (в зависимости от сути задачи). Поэтому, наряду с принципом управления с обратной связью, здесь принято говорить о принципах оптимального управления. Однако, это скорее касается конструкции регулятора, не принципа его работы, а конкретного алгоритма управления. В самом деле, вне зависимости от того, оптимальный используется алгоритм управления, или нет, исходной и единственной информацией для него обычно служит сигнал отклонения текущего поведения объекта от желаемого.

Справедливости ради заметим, что в некоторых случаях и сам принцип управления с обратной связью может автоматически вытекать из решения оптимальной задачи управления. При таком подходе заранее не задан принцип управления, но явно задан критерий оптимальности.