1 ВВЕДЕНИЕ В СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ (часть 2)

Самым важным этапом при проектировании САУ является правильная ее классификация. От этого этапа зависит, какие в дальнейшем следует применять математические методы и программные пакеты.

По виду уравнений:

• Линейными называются системы, которые состоят только из элементов, имеющих линейные характеристики; переходные процессы в таких элементах описываются линейными дифференциальными уравнениями.
• Нелинейными называются системы, которые имеют один или несколько элементов с нелинейными характеристиками; переходные процессы в таких системах описываются нелинейными дифференциальными уравнениями ( привод манипулятора является объектом с нелинейными характеристиками).

Классификация по алгоритмам функционирования
алгоритм функционирования — совокупность предписаний, определяющих харак¬тер изменения управляемой величины в зависимости от воздействия.

По алгоритмам функционирования системы делятся на:

• стабилизирующую — система, алгоритм функционирования которой содержит предписание поддерживать регулируемую величину на постоянном значении (x = const);
• программную — система, алгоритм функционирования которой содержит предписание изменять регулируемую величину в соответствии с заранее заданной функцией (x изменяется программно по предписанному закону);
• следящую — система, алгоритм функционирования которой содержит предписание изменять регулируемую величину в зависимости от заранее неизвестной величины на входе АСР (x = var).

Следует также отметить, что САУ можно классифицировать и по количеству входов/выходом:

— одномерные (система имеет один вход и один выход);

— многомерные (более одного входа и выхода).

Пример многомерной САУ представлен в виде функциональной схемы САУ

Рисунок 16

• объект (управляемый процесс);
• исполнительные устройства (ИсУ);
• измерительные устройства (ИзУ);
• устройство управления

—————————————————

• угловые и линейные координаты, скорости и другие механические переменные, описывающие движения кинематических механизмов;
• токи или напряжения электрических элементов схемы;
• температуры и плотности веществ в тепловых и химических процессах

и т.д.

В таких САУ переменные состояния объединяются в вектор состояния

 К регулируемым, или выходным, переменным yj =yj(t) относятся те переменные объекта (управляемого процесса), по отношению к которым формулируется основная задача управления. Выходные переменные объединяются в вектор выхода

Для многозвенных кинематических механизмов вектор выхода обычно представлен декартовыми координатами рабочей точки механизма (например, схвата робота манипулятора, см. пример 1.2).
Кроме того, если рассматривать в качестве объекта управления робота, то его в настоящее время классифицируют как гибридную систему, в которой есть и элементы, описывающиеся непрерывными моделями, есть и режимы, которые описываются в дискретной форме.