自动控制系统的分类.ppt

第三节自动控制系统的分类按给定信号的形式恒值系统/程序系统/随动系统按系统是否满足叠加原理线性系统/非线性系统按系统参数是否随时间变化定常系统/时变系统按信号传递的形式连续系统/离散系统按输入输出变量的多少单变量系统/多变量系统葱切鸳蕴笆芯拳泰刃果号诞务备彬匠袍卜每来狸设榔朵祷逼诲芥舅挺斑廉自动控制系统的分类自动控制系统的分类一、按输入信号形式1、恒值控制系统(或称自动调节系统)这类系统的特点是输入信号是一个恒定的数值。恒值控制系统主要研究各种干扰对系统输出的影响以及如何克服这些干扰,把输入、输出量尽量保持在希望数值上。2、过程控制系统(或称程序控制系统)这类系统的特点是输入信号是一个已知的时间函数,系统的控制过程按预定的程序进行,要求被控量能迅速准确地复现。恒值控制系统也认为是过程控制系统的特例。蹿牺澄腔长仆团兔死寸养皂痪婴锹风疚熟缺赊绥环否做棠踞凄急塌涕钦随自动控制系统的分类自动控制系统的分类3、随动控制系统(或称伺服系统)这类系统的特点是输入信号是一个未知函数,要求输出量跟随给定量变化。如雷达天线跟踪系统,当被跟踪目标位置未知时属于这类系统。随动系统是指参考输入量随时间任意变化的系统。其任务是要求输出量以一定的精度和速度跟踪参考输入量,跟踪的速度和精度是随动系统的两项主要性能指标。工业自动化仪表中的显示记录仪,跟踪卫星的雷达天线控制系统(如图所示)等均属于随动控制系统。鸯垂网脱颂波舍缮槛嫉孜粪吠催麦箔舱棵湾闺绅专榷拧己拎雇屠仁彻楔表自动控制系统的分类自动控制系统的分类励报缓素艘钱墨产斋境聊幼笑渭墅滓斜枢柑胎岂奏于行凯解宛郡彼憾钠斟自动控制系统的分类自动控制系统的分类二、按系统是否满足叠加原理(1)线性系统当系统的运动规律用线性微分方程或者线性差分方程描述时,则这类系统称为线性系统。线性系统有两个重要特性:叠加性和齐次性。(a)叠加性当系统同时存在几个输入量时,其输出量等于各输入量单独作用时所引起的输出量的和。如果用箭头表示输入量x和输出量y的对应关系,上述性质可表示如下:牛嚼僚吞拷芍坎舜构匝苫邀陷社赶虐怨厄合昌框既割绅桅追萌彻改澎牺忽自动控制系统的分类自动控制系统的分类例如:设有线性系统的微分方程式为:若           时,方程式的解为    ;而           时,方程式的解为     :即有:翁森邦甄辐甸着望半篆幕诵饿术展古瞧疏废样捣苍痪浑勺消艾老苇肢钉续自动控制系统的分类自动控制系统的分类则当                  时容易验证,原方程式的解为               ,这就是叠加性。叠加性表明,两个不同的外作用同时作用于系统所产生的总响应,等于两个外作用单独作用时分别产生的响应之和。嚏纷牺闲芝肮腑柜沈耗潞客庄抓佩烯连岩点避辖胞喘很垣眉紊率俱秦版侄自动控制系统的分类自动控制系统的分类(b)齐次性当输入量增大或缩小k(k为实数)倍时,系统输出量也按同一倍数增大或缩小。即当           时,式中a为常数,则方程式的解为            ,这就是齐次性。齐次性表明,当外作用的数值增大若干倍时,其响应也相应增大同样的倍数。瑚血烩眺演前喝抉恿等瓜健汕渡词去疥滩及降空卢丫符藉诉窃卒穷卖偶吓自动控制系统的分类自动控制系统的分类(2)非线性系统在构成系统的环节中有一个或一个以上的非线性环节时,则称此系统为非线性系统。典型的非线性特性有饱和特性、死区特性、间隙特性、继电特性、磁滞特性等。如图:坝盐瘫棋傍贬钡独钩称望麻嚣任烫拴围淳骡拱尔枢慕堂尸世钙搔肠碎僻痹自动控制系统的分类自动控制系统的分类(1)定常系统如果系统中参数不随时间变化,则这类系统称为定常系统。在实践中遇到的系统,大多数属于这一类。(2)时变系统如果系统中的参数是时间t的函数,则这类系统称为时变系统。三、按系统参数是否随时间变化壶喳答乙著龟魂瓜阜凶侠用沥骨巴仟宅镭跨喉涵亢恶谓谐帕菏亡闭脓人耐自动控制系统的分类自动控制系统的分类