2014-02-17
1741
Классификация автоматических систем управления
Любая автоматическая система управления (АСУ) может рассматриваться как система преобразования сигналов (воздействий), т.е. как система, в которой входные воздействия Xi(t) преобразуются по определенному закону в выходные воздействия Yi(t).
Это объясняется тем, что основной целью систем управления является поддержание регулируемой величины на заданном значении, несмотря на то, что на объект в процессе его работы действуют возмущающие воздействия. Следовательно, в системе управления осуществляется преобразование входных сигналов-возмущений в выходные сигналы – изменение регулируемых величин.
Рис. 1 – 3
Рассматриваемая система преобразования сигналов (рис. 1 – 3) является детектирующей системой (изменение сигнала на входе системы приводит к соответствующему изменению сигнала на ее входе, но влияние выхода на вход – отсутствует). Это свойство существенно облегчает теоретические исследования систем автоматического управления, т.к. детектирующая система может рассматриваться относительно обособленной от внешнего мира системой, что позволяет рассматривать свойства этой системы независимо от свойства окружающей среды.
|
|
|
С точки зрения вида преобразуемых сигналов системы можно разделить на непрерывные и дискретные.
Рис. 1 – 4
Непрерывные (аналоговые) системы осуществляют непосредственное преобразование непрерывных сигналов, характерных для физических процессов, протекающих в природе и в непрерывных производственных процессах. При этом вход и выход непрерывных систем представляют собой непрерывные сигналы, связанные между собой законом преобразования, осуществляемых этой системой.
Дискретные (импульсные) системы реализуются в дискретных (цифровых) вычислительных устройствах. Прежде чем подаваться на вход дискретной системы, непрерывный сигнал подвергается операции квантования (рис. 1 – 4) (квантование – выделение из непрерывного сигнала отдельных его значений), в результате которой он представляется последовательностью чисел, определяющих значение сигнала в дискретные (кТ) моменты времени через интервал времени (Т). Соответственно на выходе дискретной системы возникает также последовательность чисел, связанных с входной последовательностью законом преобразования этой системой.
С точки зрения закона преобразования системы делятся на 1) статические и динамические; 2) стационарные и нестационарные; 3) линейные и нелинейные; 4) детерминированные и вероятные.
Система называется статической (безинерционной), если значение ее выхода в произвольный фиксированный момент времени определяется лишь значением входа в тот же момент и совершенно не зависит от того, какие значения принимал вход в предыдущие моменты времени. Математически эту связь (для системы с одним входом) можно записать:
|
|
|
В динамических (инерционных) системах значение выхода в фиксированный момент времени кТ зависит не только от значения входа в этот же момент, но также от значения в предыдущие моменты времени (т.е. система обладает «памятью»). Для дискретных динамических систем эта связь определяется в соответствии с функционалом вида:
,
где Т – интервал квантования;
к = 1, 2, 3…..
Для непрерывных систем этот функционал записывается в виде:
,
где x – «текущее» время, меняющееся в общем случае от 0 до ¥.
