自动控制系统的分类

按给定信号的形式不同,可将系统划分为恒指控制系统、随动控制系统和程序控制系统。

1.恒值控制系统

       恒值控制系统(也成为定制系统、或调节系统)的控制输入是恒定值,要求被控量(液面水位、下罐压力)保持给定值不变,例如:液面控制系统、直流电动机调速系统等。

2.随动控制系统

       随动控制系统(也称为伺服系统)的控制输入是变化规律未知的时间函数,系统的任务是使被控量按同样的规律变化,并与输入信号的偏差保持在规定范围内,例如:函数记录仪、自动火炮系统和飞机-自动驾驶系统等。

3.程序控制系统

      程序控制系统的给定信号按预先编制的程序确定,要求被控量按相应的规律随控制信号变化,机械加工中的数控机床就是典型的例子。

按系统参数是否随时间变化,可以将系统分为定常系统和时变系统。

      如果控制系统的参数在系统运行过程中不随时间变化,则称之为定常系统或时不变系统,否则,称其为时变系统。严格的定常系统是不存在的,在所考察的时间间隔内,若系统参数的变化相对于系统的运动缓慢得多,则可将其近似作为定常系统处理。

按系统是否满足叠加原理可以将系统分为线性系统、非线性系统

      线性定常系统微分方程的一般形式:

a_n\tfrac{d^nc(t)}{dt^n}+a_{n-1}\frac{\mathrm{d^{n-1}} c(t)}{\mathrm{d} t^{n-1}}+a_{n-2}\frac{\mathrm{d^{n-2}} c(t)}{\mathrm{d} t^{n-2}}+...+a_1\tfrac{dc(t)}{dt^n}+a_0c(t)=b_m\tfrac{d^mr(t)}{dt^m}+b_{m-1}\frac{\mathrm{d^{m-1}} r(t)}{\mathrm{d} t^{m-1}}+b_{m-2}\frac{\mathrm{d^{m-2}} r(t)}{\mathrm{d} t^{m-2}}+...+b_1\tfrac{dr(t)}{dt^n}+b_0r(t)

      当方程中有数字就不能满足叠加性原理。线性系统的主要特点是具有齐次性和叠加性,系统响应与初始状态无关,系统的稳定系与输入信号无关。

      如果控制系统有一个及以上非线性元件,这样的系统就属于非线性控制系统。非线性系统不满足叠加原理,系统响应与初始状态和外作用都有关。

      实际物理系统都具有某种程度的非线性,但在一定范围内通过合理简化,大量物理系统都可以足够准确地用线性系统来描述。

根据信号形式可以分为连续系统和离散系统

       如果系统中各部分的信号都是连续函数形式的模拟量,则这样的系统就称为连续系统。如果系统中有离散信号(脉冲序列或数码),则这样的系统就称为离散系统(包括采样系统和数字系统)。计算机控制系统就是典型的离散系统。

    

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