自动控制系统分类

1、1-3自动把握系统的分类本课程的主要内容是争辩按偏差把握的系统。为了更好的了解自动把握系统的特点，介绍一下自动把握系统的分类。分类方法很多，这里主要介绍其中比较重要的几种：一、 按描述系统的微分方程分类在数学上通常可以用微分方程来描述把握系统的动态特性。按描述系统运动的微分方程可将系统分成两类：1线性自动把握系统 描述系统运动的微分方程是线性微分方程。如方程的系数为常数，则称为定常线性自动把握系统；相反，如系数不是常数而是时间t的函数，则称为变系数线性自动把握系统。线性系统的特点是可以应用叠加原理，因此数学上较简洁处理。2非线性自动把握系统 描述系统的微分方程是非线性微分方程。非线性系统一般不

2、能应用叠加原理，因此数学上处理比较困难，至今尚没有通用的处理方法。严格地说，在实践中，抱负的线性系统是不存在的，但是假如对于所争辩的问题，非线性的影响不很严峻时，则可近似地看成线性系统。同样，实际上抱负的定常系统也是不存在的，但假如系数变化比较缓慢，也可以近似地看成线性定常系统。二、 按系统中传递信号的性质分类1连续系统 系统中传递的信号都是时间的连续函数，则称为连续系统。2采样系统 系统中至少有一处，传递的信号是时间的离散信号，则称为采样系统，或离散系统。三、 按把握信号r(t)的变化规律分类1镇静系统 为恒值的系统称为镇静系统(图1-2所示系统就是一例)。2程序把握系统 为事先给定的时间函

3、数的系统称为程序把握系统(图1-11所示系统就是一例)。3随动系统 为事先未知的时间函数的系统称为随动系统，或跟踪系统，如图1-7所示的位置随动系统及函数记录仪系统。第三节自动把握系统的分类把握系统的分类方法: 按把握方式分：开环把握，闭环把握，复合把握等；按系统性能分：线性系统和非线性系统、连续系统和离散系统、定常系统和时变系统。线性连续把握系统计算机把握系统的分类 作者: cips 发表日期: 2006-02-08 15:43 复制链接 计算机把握系统的分类有三种方法：以自动把握行式分类，以参于把握方式分类或以调整规律分类。 跊16?趝?一、以自动把握行式分类稑c ?儬? 以自动把握方式可

4、以分成如下几类：肨怉E偀抋 （一) 计算机开环把握(Computer Open Loop Control)系统镙欼昉 若计算机开环把握系统的输出对生产过程能行使把握,但把握结果-生产过程的状态没有影响计算机把握的系统,计算机把握器生产过程等环节没有构成闭合环路,则称之为计算机开环把握系统.从图上看诞生产过程的状态没有反馈给计算机,而是由操作人员监视生产过程的状态,打算把握方案,并告知把握计算机使其行使把握作用.s?j啞h?(二) 计算机闭环把握栗OY阿t=N 计算机对生产对象或过程进行把握时,生产过程状态能直接影响计算机把握的系统,称之为计算机闭环把握系统.把握计算机在操作人员监视下,自动接受

5、生产过程状态检测结果,计算并确定把握方案,直接指挥把握部件(器)的动作,行使把握生产过程作用.宊四Ux0t 在这样的系统中,把握部件按把握机发来的把握信息对运行设备进行把握,另一方面运行设备的运行状态作为输出,由检测部件测出后,作为输入反馈给把握计算机;从而使把握计算机把握部件生产过程检测部件构成一个闭环回路.我们将这种把握形式称之为把握计算机闭环把握.?糣?艖s 计算机闭环把握系统,利用数学模型设置生产过程最佳值与检测结果反馈值之间的偏差,把握达到生产过程运行在最佳状态.?0/I?橴 (三) 在线把握兓Yl偗l?只要计算机对受控对象或受控生产过程,能够行使直接把握,不需要人工干预的都称之为把

6、握计算机在线把握或称联机把握系统.?纊? (四) 离线把握?1-Pi?i 把握计算机没有直接参于把握对象或受控生产过程.它只完成受控对象或受控过程的状态检测,并对检测的数据进行处理;而后制定出把握方案,输出把握指示,操作人员参考把握指示,人工手动操作使把握部件对受控对象或受控过程进行把握.这种把握形式称之为计算机离线把握系统.?I臟h?(五) 实时把握系统Ao?z 把握计算机实时把握系统是指受把握的对象或受控过程,每当恳求处理或恳求把握时,把握机能准时处理并进行把握的系统,常用在生产过程是间断进行的场合.如炼钢,每炼一炉钢是一个过程;又如轧钢过程,每轧出一块钢算一个过程,每个过程都重复进行.只

7、有进入过程才要求计算机进行把握.在计算机一旦进行把握时,就要求计算机对来自生产过程的信息在规定的时间内作出反应或把握.这种系统常使用完善的中断系统和中断处理程序来实现.综上所述,一个在线系统并不肯定是实时系统.但是一个实时系统必是一个在线系统.9?O?z 二、 以参于把握方式来分类?MRJ/? 按把握机参于把握方式来分类， 可分成如下几种：踽1?6lX （一）直接数字把握系统?秘昣9=1 由把握计算机取代常规的模拟调整仪表而直接对生产过程进行把握,由于计算机发出的信号为数字量，故得名DDC把握。实际上受控的生产过程的把握部件,接受的把握信号可以通过把握机的过程输入/输出通道中的数/模(D/A)

8、转换器将计算机输出的数字把握量中转换成模拟量;输入的模拟量也要经把握机的过程输入/输出通道的模/数(A/D)转换器转换成数字量进入计算机._耩b 鮀鮦? DDC把握系统中常使用小型计算机或微型机的分时系统来实现多个点的把握功能.实际上是属于用把握机离散采样,实现离散多点把握.这种DDC计算机把握系统已成为当前计算机把握系统中主要把握形式之一.i?_,W DDC把握的优点是机敏性大,集中牢靠性高和价格廉价.能用数字运算形式对若干个回路,甚至数十个回路的生产过程,进行比例- 积分-微分(PID)把握,使工业受控对象的状态保持在给定值上,偏差小且稳定.而且只要转变把握算法和应用程序便可实现较简单的把

9、握.如前馈把握和最佳把握等.一般状况下,DDC级把握常作为更简单的高级把握的执行级._鶌j睎/(?(二) 计算机监督把握系统?罠拏s 计算机监督把握系统是针对某一种生产过程,依据生产过程的各种状态,按生产过程的数学模型计算诞生产设备应运行的最佳给定值,并将最佳值自动地或人工对DDC执行级的计算机或对模拟调整仪表进行调正或设定把握的目标值.由DDC或调整仪表对生产过程各个点(运行设备)行使把握.g? (三) 多级把握系统7聢hAJ碨n?在现代生产企业中,不仅需要解决生产过程的在线把握问题,而且还要求解决生产管理问题,每日生产品种、数量的方案调度以及月季方案支配,制定长远规划、预报销售前景等, 于

10、是消灭了多级把握系统.埤噂丕o?DDC级主要用于直接把握生产过程,进行PID或前馈把握;SCC级主要用于进行最佳把握或自适应把握或自学习把握计算,并指挥DDC级把握同时向MIS级汇报状况.DDC级通常用微型计算机,SCC级一般用小型计算机或高档微型计算机.钼謾v蜚 车间管理的MIS主要功能是依据工厂级下达的生产品种、数量命令和搜集上来的生产过程的状态的信息,随时进行合理调度,实现最优把握,指挥SCC级监督把握.w?禘薅 工厂管理级的MIS主要功能是接受公司下达的生产任务和本厂的实际状况,进行最优化计算,制订本厂生产方案和短期(旬或周或日)支配,然后给车间级下达生产任务.瓃x銻?分散把握或分布把

11、握,是将把握系统分成若干个独立的局部把握子系统,用以完成受控生产过程自动把握任务.由于微型计算机的消灭与快速进展,为实现分散把握供应了物质和技术基础,近年来分散把握得以异乎寻常的进展,且已成为计算机把握进展的重要趋势.澜M駎堑 自70年月起,又消灭集中分散式的把握系统,简称集散系统.它是接受分散局部把握的新型的计算机把握系统.鰀?阭q4 三、按调整规律分类窞发lVn馆?假如按调整规律分类,计算机对工业生产过程进行把握所构成的系统可分成如下几种:?霹牚劂? (一)程序把握A嵈飸侃?假如计算机把握系统是按着预先规定的时间函数进行把握,这种把握称之为程序把握.如炉温按着肯定的时间曲线进行把握就为程序

12、把握.这里的程序是指随时间变化就有确定对应变化值,而不是计算机所运行的程序.?k?螭敜?(二)挨次把握cz阧? 瓼 在程序把握的基础上产生了挨次把握,计算机如能依据随时间推移所确定对应值和此刻以前的把握结果两方面状况行使对生产过程把握的系统,称之为计算机的挨次把握.崈?助 (三) 比例-积分-微分PID把握常规的模拟调整仪表可以完成PID把握.用微型计算机也可以实现PID把握.?S慢O淰?(四)前馈把握Vc,耰堃 通常的反馈把握系统中,对干扰造成肯定后果,才能反馈过来产生抑制干扰的把握作用,因而产生滞后把握的不良后果.为了克服这种滞后的不良把握,用计算机接受干扰信号后,在还没有产生后果之前插入

13、一个前馈把握作用,使其刚好在干扰点上完全抵消干扰对把握变量的影响,因而又得名为扰动补偿把握.x熈?粗 (五)最优把握(最佳把握)系统龤鈐:=?把握计算机如能有受控对象处于最佳状态运行的把握系统称之为最佳把握系统.如用计算机把握系统就是在现有的限定条件下,恰当选择把握规律(数学模型),使受控对象运行指标处于最优状态.如产量最大、消耗最大、质量合格率最高、废品率最少等。最佳状态是由定出的数学模型确定的,有时是在限定的某几种范围内追求单项最好指标,有时是要求综合性最优指标.岃鑘? (六)自适应把握系统鸧s鱿铲mw?上述的最佳把握,当工作条件或限定条件转变时,就不能获得最佳的把握效果了.假如在工作条件

14、转变的状况下,仍旧能的把握系统对受控对象的把握处于最佳状态,这样的把握系统称之为自适应系统.这就要求数学模型体现出在条件转变的状况下,如何达到最佳状态.把握计算机检测到条件转变的信息,按数学模型给出的规律进行计算,用以转变把握变量,使受控对象仍能处在最好状态.隮DN?恝 (七)自学习把握系统散3?醓s 假如用计算机能够不断地依据受控对象运行结果积累阅历,自行转变和完善把握规律,使把握效果愈来愈好,这样的把握系统被称为自学习把握系统.?z精 以上讲到的最优把握、自适应把握和自学习把握都涉及到多参数、多变量的简单把握系统，都属于近代把握理论争辩的问题。系统的稳定性的推断，多种因素影响把握的简单数学

15、模型争辩等，都必需有生产管理、生产工艺、自动把握、检测仪表、程序设计、计算机硬件各方面人员相互协作才能得以实现。由受控对象要求反应时间的长短、把握点数多少和数学模型简单程度来打算选用计算机规模。一般来说需要功能很强（速度与计算功能）的计算机才能实现。上述诸种把握，可以是单一种也可不是单一的，可以几种形式结合对生产过程实现把握。这要针对受控对象的实际状况，在系统分析、系统设计时确定。他们连续往前走。走到了沃野，他们打算停下。被打巴掌的那位差点淹死，幸好被伴侣救过来了。被救起后，他拿了一把小剑在石头上刻了：“今日我的好伴侣救了我一命。”一旁古怪的伴侣问到：“为什么我打了你以后你要写在沙子上，而现在

16、要刻在石头上呢？”另一个笑笑回答说：“当被一个伴侣损害时，要写在易忘的地方，风会负责抹去它；相反的假如被挂念，我们要把它刻在心灵的深处，任何风都抹不去的。”伴侣之间相处，损害往往是无心的，挂念却是真心的。在日常生活中，就算最要好的伴侣也会有摩擦，也会由于这些摩擦产生误会，以至于成为陌路。友情的深浅，不仅在于伴侣对你的才能鄙视到什么程度，更在于他对你的弱点容忍到什么程度。学会将损害丢在风里，将感动牢记心底，才可以让我们的友情历久弥新！友情是我们哀伤时的缓和剂，激情时的舒解剂；是我们压力时的流泻口，是我们灾难时的庇护所；是我们迟疑时的协商者，是我们脑子的清爽剂。但最重要的一点是，我们大家都要牢记的：“切不行苛求伴侣给你同样的回报，宽容一点，对自己也是对伴侣。”爱因斯坦说：“世间最奇特的东西，莫过于有几个头脑和心地都很正直的伴侣。”他们连续往前走。走到了沃野，他们打算停下。被打巴掌的那位差点淹死，幸好被伴侣救过来了。被救起后，他拿了一把小剑在石头上刻了：“今日我的好伴侣救了我一命。”一旁古怪的伴侣问到：“为什么我打了你以后你要写在沙子上，而现在要刻在石头上呢？”另一个笑笑回答说：“当被一个伴侣损害时，要写在易忘的地方，风会负责抹去它；相反的假如被挂念，我们要把它刻在心灵的深处，任何风都抹不去的。”伴侣之间相处，损害往往是无心的，挂念却是真心的。在日常生活