Классификация системы управления
Система управления может быть классифицирована несколькими способами.
Некоторые популярные классификации:
- В зависимости от методов анализа и дизайна, система может быть линейной или нелинейной.
- В зависимости от типа сигналов система может представлять собой изменяющиеся во времени, постоянные данные - не зависящие от времени, дискретные данные, модулированную или немодулированную систему управления и т. Д.
- В зависимости от типа системного компонента, система может быть электромеханической, биологической, гидравлической, тепловой или пневматической системой управления и т. Д.
- В зависимости от основной цели, системой может быть контроль положения, контроль скорости и т. Д.
Линейная и нелинейная система
Линейная система: система известна как линейная тогда и только тогда, когда она обладает свойствами как однородности, так и суперпозиции. Суперпозиция подразумевает, что вход r 1 (t) дает выход c 1 (t), а другой вход r 2 (t) выдает выход c 2 (t). Если два входа применяются вместе, то выход будет суммой двух выходов:
r 1 (t) + r 2 (t) = c 1 (t) + c 2 (t)
Если наше отношение ввода-вывода является прямой линией, проходящей через начало координат, то система подчиняется свойству суперпозиции. Прямая линия, проходящая через начало координат, означает, что выход равен нулю (0) для нуля (0).
Если для любой системы K время входа увеличивается от r 1 (t) до Kr 1 (t), то величина выхода также увеличивается от c 1 (t) до Kc 1 (t), тогда это свойство известно как однородность. Это свойство является необходимым условием для линейности системы.
Нелинейная система: Нелинейная система не удовлетворяет принципу суперпозиции или свойству однородности, или это система, выход которой не прямо пропорционален ее входу. Здесь стабильность нелинейной системы зависит от входа и начального состояния системы.
В линейной системе, если входной сигнал синусоидальный и начинает увеличиваться, выходной сигнал также увеличивается, но форма остается неизменной.
Однако в нелинейной системе форма может меняться в зависимости от величины входного сигнала. Это означает, что если вход синусоидальный, а выход несинусоидальный, то система нелинейная.
Временно-инвариантная система управления
Система, параметры которой меняются во времени, называется системой управления, изменяющейся во времени, а система, параметры которой не меняются во времени, называется системой управления, не зависящей от времени.
Система непрерывного управления данными и дискретными данными
В непрерывной системе все системные переменные являются функцией непрерывной переменной времени «t». В любое время они зависят от времени, поэтому их называют непрерывной системой управления данными.
В системе управления дискретными данными, если сигнал не изменяется непрерывно во времени, но имеет форму импульсов, управляемая система называется системой управления дискретными данными.
система управления дискретными данными бывают двух типов:
- Выборочные
- Цифровые
Если сигнал имеет форму данных импульса, система называется системой контроля выборочных данных. Форма выборки показана на диаграмме ниже.
Если сигнал имеет форму цифрового кода, система называется цифровой системой управления.
Динамическая и Статическая система
Если в любой системе вход не изменяется со временем, то выход также не изменяется со временем, такая система называется статической системой. Например, электрическая цепь с сопротивлениями.
Если выходной сигнал системы является функцией времени, даже если входной сигнал постоянен, такую систему называют динамической системой, такой как схема R, L, C, поскольку индуктивность и емкость являются устройствами накопления энергии.