Лекция III. Классификация сау одномерные и многомерные системы

Лекция III.
КЛАССИФИКАЦИЯ САУ
Одномерные и многомерные системы
В зависимости от количества выходных управляемых величин объекта, системы делятся на одномерные и многомерные (например, управление частотой и напряжением синхронного генератора). Многомерные системы, в свою очередь, могут быть связанного и несвязанного управления. Системы несвязанного управления имеют несколько управляющих устройств, каждое из которых осуществляет управление своей координатой (величиной), но эти управляющие устройства не имеют взаимных связей. При этом не исключена возможность влияния управляющих устройств друг на друга через объект или общий источник питания.
В системе связанного регулирования отдельные управляющие устройства связаны друг с другом внешними связями.
Входящая в состав многомерной системы управления отдельная система называется автономной, если управляемая ею выходная величина не зависит от значений остальных управляемых величин (пример с синхронным генератором).
Стационарные и нестационарные системы
Стационарной называется система, все параметры которой не зависят от времени. Параметры (некоторые) нестационарной системы зависят от времени, являются функциями времени. При математическом описании это проявляется в том, что некоторые коэффициенты дифференциального уравнения зависят от времени. В отличие от стационарной системы в нестационарной системе реакция системы на воздействие зависит от момента приложения этого воздействия. Пример нестационарной системы - система управления ракетой (переменная масса).
Система непрерывного и дискретного действия
Система непрерывного действия, или непрерывная система, состоит только из звеньев непрерывного действия, т.е. звеньев, выходная величина которых изменяется плавно при плавном изменении входной величины.
Система дискретного действия, или дискретная система, - это система, содержащая хотя бы одно звено дискретного действия. Звеном дискретного действия называется звено, выходная величина которого изменяется дискретно, т.е. скачками, даже при плавном изменении входной величины. Скачки выходной величины могут происходить либо при прохождении входной величиной, определенных пороговых значений - звено релейного действия, либо через определенный интервал времени - звено импульсного действия.


Адаптивные и неадаптивные системы
Адаптивные, или самоприспосабливающиеся, системы обладают способностью приспосабливаться к изменению внешних условий работы, также улучшать свою работу по мере накопления опыта (это собственно системы автоматического управления).
Неадаптивные, или обыкновенные, системы (САР) такой способностью не обладают. Они имеют постоянную настройку. Если вследствие какого-либо изменения условий работы обыкновенной системы ее настройку требуется изменить для того, чтобы сохранить заданное качество управления (например, точность быстродействия), эту перенастройку должен сделать человек. В адаптивной системе это осуществляется автоматически самим управляющим устройством системы.
Область применения адаптивных САУ - это управление объектами, свойства или условия работы которых недостаточно известны или существенно непостоянны.
Линейные и нелинейные САУ
Линейной называется система, которая описывается линейными уравнениями. В противном случае она называется нелинейной. Чтобы система была нелинейной, достаточно иметь в ее составе хотя бы одно нелинейное звено. Причины нелинейности - насыщение, релейная характеристика и т.д. (в корне - зависимость того или иного параметра от переменных).
Для линейных систем справедлив принцип суперпозиции, т.е. реакция системы на любую комбинацию внешних воздействий равна сумме реакций на каждое из этих воздействий в отдельности. Благодаря принципу суперпозиции разработана общая теория линейных САУ, описываемых линейными дифференциальными уравнениями любого порядка.
К нелинейным системам принцип суперпозиции не применим. Нет и общей теории нелинейных дифференциальных уравнений. Есть только ряд частных методов для решения некоторых видов нелинейных уравнений.
В природе все реальные САУ - нелинейные. Желательный предел упрощения - линеаризация...