Классификация АСР. 1. По наличию ОС: замкнутые (большинство); разомкнутые (АСР ДАУ). 2. По принципу построения: по отклонению: + Uоп - IГ УМ RВ Г F(t) UГ RН G(t) E(t) Рег U(t) ОУ Y(t) Достоинства: простота реализации закона управления (изменяется только регулируемый параметр); не критичность системы к изменению параметров её элементов (коэффициенты усиления элементов). Недостатки: так как измеряется отклонение от заданной величины, а не возмущение, его вызывающее, то АСР обладает инерционностью по регулированию. по возмущению: UВ Iв F(t) Г ОВГ1 UГ RН Рег U(t) ОУ Y(t) ОВГ2 Ф1 Достоинства: быстродействие. Недостатки: не основные возмущения приводят к изменению регулируемого параметра (а система не предназначена для их измерения); изменение параметров регулятора (старение) приводит к ухудшению качества регулирования; трудность реализации (измерение возмущающего воздействия). комбинированные: F(t) Рег2 ЗО G(t) + E(t) Рег1 U(t) ОУ Y(t) Имеют достоинства СУ по отклонению и возмущению. 3. По наличию установившейся ошибки: статические и астатические. Статическая (установившаяся) ошибка возникает из- за различных причин. Например, трения, электросопротивления и других потерь энергии в системе и выражается в том, что режим работы системы уже остановился, а некоторое рассогласование остаётся. Системы, не имеющие статической ошибки, называются астатическими. Статические системы подразделяются на: грубые 5% средней точности 1% < 5% точные < 1%. 4. По характеру цели регулирования: а) АСР стабилизации (большинство). У этих систем G(t)= const, цель: lim( G (t ) Y (t )) 0 б) Следящие АСР. G(t)=var, цель: G(t)- X(t)= 0. Например, СУ руля. ЗО G(t) E(t) Рег U(t) ИМ X(t) РО t) ОУ Y(t) ЧЭ в) Программные: G(t) является некоторой, иногда достаточно сложной, жёстко заданной последовательностью величин. АСР программного типа наиболее распространены в системах ДАУ (например, пуск- останов по программе). 5. По математическому описанию: а) Линейные (описываемые линейными уравнениями); б) Нелинейные (описываемые НЛУ). Мы будем рассматривать в основном ЛС, так как принципы их функционирования проще и наглядней. Однако, в реальности линейных систем практически не существует – каждая система имеет какую-нибудь нелинейность. Но для решения инженерных задач иногда некоторые свойства АСР бывают, несущественны, так как мало проявляются или лежат за пределами области нормального функционирования системы. В таких случаях можно считать систему линейной. Есть системы существенно нелинейные – такие, что их нельзя линеаризировать (привести к линейному виду) без потери существенных свойств. Такими являются СУ утюгом и холодильником. 6. По виду используемой энергии: 1) Электрические; 2) Гидравлические; 3) Пневматические; Некоторые системы используют комбинации этих видов энергии. Например, ДАУ "Гром" является электропневматической системой. 7. По характеру обработки информации и выдачи управляющих воздействий: а) непрерывные. Рассмотрим пример. На вход поступает аналоговая величина (t), обрабатывается по ПИ закону и вырабатывается управляющее воздействие, поступающее на ОУ в виде аналогового напряжения. Непрерывные АСР характеризуются наличием аналоговых сигналов на входе и выходе регулятора, а сам регулятор построен на аналоговых элементах (электронные усилители, ЭМУ, МУ). б) дискретные: Импульсные - характеризуются наличием в регуляторе импульсного элемента. Например, ШИМ или АИМ. (Первые применяются для управления тиристорными преобразователями). g(t) (t) Рег u(t) ОУ y(t) t,c t,c t,c Релейные - характеризуются наличием в регуляторе релейного элемента. Релейные СУ достаточно просты и содержат реле в регуляторе и бинарный исполнительный механизм. Таковы системы поддержания уровня, t0, давления и так далее. Uвх Вкл Выкл UOT UCP Uвых Цифровые – в этих системах регуляторы построены на базе средств вычислительной техники, в основном микропроцессорной. Входная информация квантуется по времени и (или) уровню. Полученные при помощи АЦП цифровые коды обрабатываются ЭВМ, в результате тоже получаются численные значения управляющего воздействия, преобразуемые в аналоговый управляющий сигнал ЦАП. УВМ g(t) (t) Рег u(t) ОУ y(t) Что такое квантование? Рассмотрим пример. Пусть имеется некоторый непрерывный, аналоговый сигнал. Через промежуток времени равный tk, он называется шагом квантования по времени, производится преобразование входной информации. Аналоговый сигнал может принимать любые значения, цифровой же сигнал может принимать только одно из набора жёстко фиксированных значений. При этом выбирается число, ближе всего лежащее на оси к истинной величине аналогового сигнала. Это и есть квантование по уровню. Как видно из примера уже само преобразование вносит искажения в систему. В теории информации, автоматике и кибернетике рассматриваются методы уменьшения этих искажений. Однако полностью избавиться от них невозможно. Адаптивные – в процессе эксплуатации свойства объектов меняются так, что регулятор, настроенный в начале на F(t) оптимальный режим управления уже не G(t) E(t) U(t) Y(t) будет обеспечивать качественное Рег ОУ управление. Регулятор необходимо ki перенастроить. Эту задачу решают БА адаптивные АСР. В блок адаптации (БА) поступает информация с ОУ о его текущем состоянии и на основании этого, вычисляются новые, оптимальные параметры регулятора. В заключение следует отметить, что цифровые системы сейчас находят наиболее широкое применение, особенно для комплексной автоматизации сложных технологических процессов. Таковы основные положения классификации АСР.
