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