Классификация САУ

1. По характеру связи между входной и выходной величиной САУ подразделяются на:

· непрерывные;

· дискретные.

В непрерывных САУ между входной и выходной величиной существует непрерывная функциональная зависимость, управляющее воздействие меняется практически все время непрерывно и достаточно плавно. Например, стабилизация скорости вращения агрегата в технологическом процессе.

y

 

x_у

 

 

Рис. 15. Зависимость входной и выходной величины в непрерывных САУ

 

В дискретных САУ непрерывному изменению выходной величины соответствует скачкообразное изменение управляющего воздействия (типа включить - выключить). Например, система управления температурой холодильника. Компрессор либо включен, либо выключен, а температура меняется непрерывно.

2. По числу регулируемых переменных САУ подразделяются на:

· одномерные – с одной регулируемой величиной;

· многомерные – с несколькими регулируемыми величинами.

Многомерные САУ подразделяются на системы несвязанного и связанного регулирования. В многомерных системах несвязанного регулирования различные регулируемые параметры не имеют взаимной связи. Например, при производстве цемента регулируется скорость вращения мельницы и температура подаваемой воды. В многомерных системах связанного регулирования регуляторы различных переменных взаимосвязаны между собой через общий объект регулирования. Например регулирование подачи мела и глины в смесительную мельницу в заданных пропорциях.

3. По числу обратных связей САУ подразделяются на:

· одноконтурные;

· многоконтурные.

Одноконтурные САУ имеют одну обратную связь – жесткую, главную отрицательную обратную связь, охватывающую всю систему от входа до выхода.

Много контурные системы помимо главной жесткой отрицательной обратной связи имеют еще местные обратные связи, как жесткие, так и гибкие, как отрицательные, так и положительные, охватывающие часть системы.

4. По величине ошибки управления в установившемся состоянии САУ подразделяются на:

· статические;

· астатические.

В статических САУ в установившемся режиме имеет место отклонение регулируемой величины от заданного значения – ошибка не равна нулю. Например, если управляющее устройство имеет порог чувствительности, при малых ошибках на выходе УУ сигнал управления равен нулю и в результате выходная величина отличается от заданной. Если необходимо обеспечить точность задания, то в систему включают дополнительные блоки, то есть меняют закон управления. Например, кроме ошибки на вход УУ подают интеграл ошибки. Этот сигнал накапливается со временем и доводит ошибку до нуля.

Астатические называют САУ, обеспечивающие регулирование без статической ошибки.

5. По характеру математического описания САУ подразделяются на:

· линейные;

· нелинейные.

6. Линейные описываются линейными алгебраическими и дифференциальными уравнениями. Нелинейные системы, соответственно, описываются нелинейными уравнениями. Один из характерных признаков линейных САУ – проявление принципа суперпозиции. Реакция линейной системы на несколько воздействий равна сумме реакций на каждое из воздействий в отдельности. В действительности все системы нелинейные, но на практике как правило этим пренебрегают. Исключение составляют прецизионные технологии: космические, в военном деле, нано технологии. По зависимости времени состояния системы выделяют САУ:

· статические;

· динамические.

Если управляемые величины таковы, что во времени они практически не изменяются, возмущающие воздействия маловероятны, то такие системы относятся к статическим. При их создании не учитываются переходные процессы, все элементы считаются безынерционными. Это самый простой вид систем. Все элементы функциональной схемы описываются линейным уравнением у=кх, где к – коэффициент усиления элемента.

Если же выходные параметры в значительной степени зависят от внешних воздействии, возмущений, они постоянно меняются во времени, то такие системы называют динамическими. При описании динамических систем приходится учитывать инерционные свойства элементов. Такие системы невозможно описывать алгебраическими уравнениями, а только дифференциальными. Для таких систем особое значение имеет изучение их устойчивости, поведение систем в переходных процессах и т.д.

7. В зависимости от источника энергии САУ бывают:

· электрические;

· пневмотические;

· гидравлические;

· механические и т.п.

Такое деление означает, что преобразование входных величин в выходные осуществляется с использованием соответствующей энергии. Например, регулятор Ползунова уровня жидкости в баке – это гидравлическая система, использующая энергию жидкости. А система управления температурой этой жидкости – электрическая, преобразователь сигнала датчика температуры использует электроэнергию.

8. По способу воздействия измерительного элемента на регулирующий элемент различают САУ:

· прямого действия:

· непрямого действия.

Практически все САУ непрямого действия, поскольку управляемая величина проходит массу преобразований, пока УУ не сформирует управляющее воздействие, а то в свою очередь будет преобразовано в положение органа управления. Системы прямого действия в основном механические. Тот же регулятор Ползунова. Чувствительный элемент – поплавок непосредственно соединен с клапаном подачи воды (непосредственно воздействует на орган управления).

9. В зависимости от вида регулируемого параметра выделяют САУ:

· температуры;

· давления;

· уровня и т.д.