自動(dòng)控制原理 課件 1.6自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類

1.6自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類

自動(dòng)控制系統(tǒng)除了按控制方式分為開環(huán)控制、閉環(huán)控制和復(fù)合控制外，還有多種分類方法，下面介紹幾種常見的分類方法。1.6.1按輸入信號(hào)形式分類

恒值控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是輸入信號(hào)為某一常值，要求系統(tǒng)的被控量亦等于一個(gè)常值。系統(tǒng)面臨的主要問題是存在使被控量偏離給定值的擾動(dòng)，因此，恒值控制系統(tǒng)的任務(wù)是克服各種擾動(dòng)的影響，使被控量維持在給定值附近。一般工業(yè)生產(chǎn)過程中廣泛應(yīng)用的溫度、壓力、流量、液位等參數(shù)的控制，大都是采用恒值控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。1.恒值控制系統(tǒng)

隨動(dòng)控制系統(tǒng)又稱伺服系統(tǒng)或跟蹤系統(tǒng)，其輸入信號(hào)是預(yù)先未知的隨時(shí)間任意變化的函數(shù)，要求被控量能夠快速準(zhǔn)確地跟蹤輸入信號(hào)的變化。在隨動(dòng)系統(tǒng)中，擾動(dòng)的影響是次要的，系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是研究被控量跟蹤輸入量的快速性和準(zhǔn)確性。雷達(dá)天線的自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)和高炮自動(dòng)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)就是典型的隨動(dòng)系統(tǒng)。2.隨動(dòng)控制系統(tǒng)

程序控制系統(tǒng)的輸入信號(hào)是預(yù)先規(guī)定的時(shí)間函數(shù)。用于機(jī)械加工的數(shù)控機(jī)床是典型的程序控制系統(tǒng)。3.程序控制系統(tǒng)1.6.2按傳遞信號(hào)類型分類

連續(xù)系統(tǒng)是指系統(tǒng)中各處的信號(hào)都是隨時(shí)間連續(xù)變化的信號(hào)。這類系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型一般用微分方程來描述。1.連續(xù)系統(tǒng)2.離散系統(tǒng)

系統(tǒng)中只要有一處的信號(hào)是以脈沖序列或數(shù)碼形式出現(xiàn)，該系統(tǒng)即為離散系統(tǒng)。這類系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型一般用差分方程來描述，工業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)就是典型的離散系統(tǒng)。關(guān)于離散系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)將在第七章中講解。1.6.3按描述元件特性分類

系統(tǒng)各元件輸入輸出特性具有線性特性，系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型可以用線性微分（或差分）方程描述，稱這類系統(tǒng)為線性系統(tǒng)。線性系統(tǒng)滿足疊加原理，系統(tǒng)的穩(wěn)定性只決定于系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，而和系統(tǒng)的初始條件無關(guān)。1.線性系統(tǒng)

系統(tǒng)中只要有一個(gè)元件的輸入輸出特性是非線性的，這類系統(tǒng)就稱為非線性系統(tǒng)。非線性系統(tǒng)不滿足疊加原理，系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型由非線性微分（或差分）方程來描述。嚴(yán)格地說，構(gòu)成系統(tǒng)的元部件都具有不同程度的非線性特性，由于非線性方程在數(shù)學(xué)處理上較為困難，為了簡化問題，往往對(duì)非線性程度不太嚴(yán)重的元部件，可采用在一定范圍內(nèi)線性化，從而將非線性控制系統(tǒng)近似為線性控制系統(tǒng)。對(duì)于某些非線性程度嚴(yán)重的元部件，不能作線性化處理，一般采用第八章中介紹的分析非線性系統(tǒng)的方法來研究。2.非線性系統(tǒng)1.6.4按系統(tǒng)參數(shù)特性分類

如果描述系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的微分方程或差分方程的系數(shù)均為常數(shù)，則稱這類系統(tǒng)為定常系統(tǒng)，又稱時(shí)不變系統(tǒng)。這類系統(tǒng)的特點(diǎn)是系統(tǒng)的響應(yīng)特性只取決于輸入信號(hào)和系統(tǒng)的特性，而與輸入信號(hào)施加的時(shí)刻無關(guān)。1.定常系統(tǒng)2.時(shí)變系統(tǒng)

如果系統(tǒng)的參數(shù)或結(jié)構(gòu)隨時(shí)間變化，則稱這類系統(tǒng)為時(shí)變系統(tǒng)。這類系統(tǒng)的特點(diǎn)是系統(tǒng)的響應(yīng)特性不僅取決于輸入信號(hào)