自動控制系統(tǒng)的分類和性能評價
自動控制系統(tǒng)通常有以下幾種分類方法:
①按給定量的特征劃分;②按系統(tǒng)中元件的特征劃分;③按系統(tǒng)電信號隨時時間變化的形式劃分;
①按給定量的特征劃分,可分為以下三類:
(a)恒值控制系統(tǒng):其控制輸入量為一恒值。控制系統(tǒng)的任務(wù)是排除各種內(nèi)外干擾因素的影響,維持被控量恒定不變。污水處理廠中溫度、壓力、流量、液位等參數(shù)的控制及各種調(diào)速系統(tǒng)都屬此類。
(b)隨動控制系統(tǒng):其控制輸入量是隨機(jī)變化的,控制任務(wù)是使被控量快速、準(zhǔn)確地跟隨給定量的變化而變化。
(c)程序控制系統(tǒng):其輸入量按事先設(shè)定的規(guī)律變化,其控制過程由預(yù)先編制的程序載體按一定的時間順序發(fā)出指令,使被控量隨給定的變化規(guī)律而變化。
②按系統(tǒng)中元件的特征劃分,控制系統(tǒng)可分為以下兩類:
(a)線性控制系統(tǒng):其特點(diǎn)是系統(tǒng)中所有元件都是線性元件,分析這類系統(tǒng)時可以應(yīng)用疊加原理,系統(tǒng)的狀態(tài)和性能可用線性微分方程描述。
(b)非線控制系統(tǒng):其特點(diǎn)是系統(tǒng)中含有一個或多個非線性元件。
③按系統(tǒng)電信號隨時時間變化的形式劃分,控制系統(tǒng)可以分為以下兩類:
(a)連續(xù)控制系統(tǒng):特點(diǎn)是系統(tǒng)中所有的信號都是連續(xù)的時間變化函數(shù)。
(b)離散控制系統(tǒng):其特點(diǎn)是系統(tǒng)中各種參數(shù)及信號以離散的脈沖序列或數(shù)據(jù)編碼形式傳遞的。
自動控制系統(tǒng)的性能評價,自動控制系統(tǒng)的基本性能要求可歸結(jié)為“穩(wěn)”、“快”、“準(zhǔn)”三大特性指標(biāo)。
(1)穩(wěn)定性:穩(wěn)定性是保證系統(tǒng)能夠正常工作的前提。如果系統(tǒng)受到干擾后偏離了原來平衡狀態(tài)。當(dāng)擾動消失后,能否回到原平衡狀態(tài)的問題,稱為穩(wěn)定性問題。當(dāng)干擾消除后,系統(tǒng)的輸出能回到原平衡工作狀態(tài),則稱系統(tǒng)是穩(wěn)定的。
(2)快速性:快速性反映了系統(tǒng)動態(tài)調(diào)節(jié)過程的快慢,過渡時間越短,表明快速性越好,反之亦然。
(3)準(zhǔn)確性:準(zhǔn)確性放映了系統(tǒng)輸入給定值與輸出響應(yīng)終值之間的差值大小,用穩(wěn)態(tài)誤差表示。穩(wěn)態(tài)誤差是衡量控制系統(tǒng)控制精度的重要指標(biāo),系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為0,稱為無差系統(tǒng),否則為有差系統(tǒng)。