Принцип обратной связи

Наиболее широко распространены системы, работающие по принципу обратной связи. Они характерны тем, что коррективы в управление объектом вносятся не на основе измерения возмущений, а по фактическому значению координат в системе или их отклонениям от требуемого изменения x₀(t). Это обеспечивается введением в систему дополнительной связи, в которой направление передачи воздействия обратно направлению основного воздействия на объект (рис.4).

Рисунок 4

На выходе вычитателя образуется сигнал называемый ошибкой управления.

Управляющее устройство называют также автоматическим регулятором. Объект и регулятор образуют замкнутую систему автоматического регулирования. Обратную связь, действующую с выхода на вход, называют главной обратной связью.

Принцип обратной связи является основным при построении систем, работающих в сложных условиях. Он широко распространен не только в технике, но и в живой природе, а также в управлении общественными процессами.

На практике иногда используются комбинированныесистемы,использующие для управления объектом как информацию о возмущающих воздействиях, так и сведения об отклонении управляемого процесса от требуемого его течения.

3. Вопрос. Классификация систем управления

По характеру изменения во времени управляющего воздействия системы автоматического управления делятся на три класса:

1. Системы автоматической стабилизации, у которых управляющее воздействие является постоянной величиной.

Примером систем автоматической стабилизации могут служить электронные стабилизаторы напряжения постоянного тока, широко применяемые для питания радиотехнической аппаратуры.

2. Системы программного управления, у которых управляющее воздействие изменяется во времени по строго определенной программе, т.е. является заданной функцией времени. Примером систем такого рода могут служить системы программного изменения частоты гетеродина в радиотехнических системах, осуществляющих поиск сигналов по частоте.

Программное управление можно осуществить по любому из описанных выше принципов или на основеих комбинации.

3. Следящие системы, в которых управляющее воздействие может изменяться во времени заранее не заданным образом, т.е. быть случайным процессом.

Типичным примером следящей системы является система управления положением антенны радиолокатора, предназначенного для автоматического определения координат маневрирующей воздушной цели.

По характеру функционирования системы при изменяющихся условиях работы и изменяющихся свойствах управляемого процесса системы автоматического управления делятся на обыкновенные и самонастраивающиеся. Под обыкновенными понимают системы, не обладающие способностью приспосабливаться к изменяющимся условиям внешней среды и свойствам управляемого процесса.

Системы, обладающие таким свойством приспособления, называются самонастраивающимися или адаптивными.

Адаптивные автоматические системы все более широко внедряются в радиотехнических комплексах. Например, принципы адаптации используются при приеме сигналов при неполной информации об их характеристиках. В этом случае происходит автоматический анализ свойств сигналов для восполнения недостатка информации иперестройка параметров приемного устройства в соответствии с результатами анализа для обеспечения требуемого режима его работы.

Перестройка параметров или структуры системы обработки информации осуществляется в системах передачи данных при изменении помеховой обстановки в канале и свойств самого канала передачи информации.

В зависимости от характераизменения управленияво времени системы управления делятся на:

1) системы непрерывного действия. Между входными и выходными величинами элементов таких систем имеется непрерывная функциональная связь;

2) дискретные системы. В дискретных системах осуществляется квантование сигнала по времени или по уровню.

По типу уравнений, описывающих поведение системы, выделяют следующие их виды:

1) линейные системы, описываемые линейными уравнениями;

2) нелинейные системы, описываемые нелинейными уравнениями.

Очевидно, что линейные системы являются абстракцией, так как все реальные системы нелинейны и лишь приближенно, в определенных условиях работы могут считаться линейными,

В зависимости от того, меняются ли параметры системы во времени, различают следующие типы систем:

1) стационарные системы, параметры которых не изменяются с течением времени. Они описываются уравнениями с постоянными коэффициентами;

2) нестационарные системы, параметры которых меняются с течением времени.

Нестационарные системы называются также системами с переменными параметрами и описываются уравнениями с переменными коэффициентами.