Класифікація за характеристиками управління
Залежно від конфігурації ланцюга впливів розрізняють три види систем управління: з розімкненим ланцюгом впливів, з замкнутим ланцюгом і комбіновані.
а) В автоматичній системі керування з розімкненим ланцюгом впливів (коротко - розімкнена система) вхідними впливами керуючого пристрою є тільки зовнішні (що задають і ті, хто підбурює) впливу, тобто в них не здійснюється контроль керованої величини.
Розірвані системи можна розділити в свою чергу на два класи: системи, які здійснюють управління у відповідності зі зміною тільки задає впливу (рис. А) і системи, що управляють при зміні обурення (рис. Б).
Алгоритм управління розімкнутої системи першого типу має вигляд:
Найчастіше оператор Ау встановлює пропорційну зв'язок між заданою дією хз (t) і керуючим впливом y (t). а сама система в цьому випадку здійснює програмне керування.
Системи першого типу працюють з достатньою ефективністю лише за умови, якщо вплив збурень на керовану величину невелике і всі елементи розімкнутої ланцюга мають досить стабільними характеристиками.
Система управління з обуренню - це така система, в якій для зменшення відхилення керуючої величини від заданої вимірюється керуючий вплив, обробляється за певним алгоритмом і накладається на колишній керуючий сигнал.
У системах управління з обуренню керуючий вплив залежить від обурює і задає воздейст-вий:
причому в більшості випадків оператор Ау може бути розділений на дві незалежні одна від одної складові:
Оператор Аз відповідає, як правило, простому пропорційному перетворенню сигналу хз (t). а оператор Ав може бути і більш складним, наприклад, встановлює нелінійне співвідношення між сигналами ув (t) і z (t).
У більшості випадків розімкнуті системи управління з обуренню виконують функції стабілізації керованої величини.
Перевага розімкнутих систем управління з обуренню - їх швидкодія: вони компенсують вплив збурення ще до того, як воно з'явиться на виході об'єкта. Але застосовні ці системи лише в тому випадку, якщо на керовану величину діє одне або два обурення і є можливість вимірювання цих збурень.
б) У автоматичній системі із замкнутим ланцюгом впливів (коротко - замкнута система), на вхід керуючого пристрою надходять як внутрішнє (контрольне) вплив, так і зовнішнє (задаючи).
Система управління по відхиленню або замкнута система - це така система, в якій для зменшення відхилення керованої величини від заданої, вимірюється дане відхилення, обробляється за певним алгоритмом керуючий вплив.
Керуючий вплив в замкнутій системі формується в більшості випадків в залежності від величини і знака відхилення істинного значення керованої величини від її заданого значення:
де - сигнал помилки (званий також сигналом неузгодженості).
У замкнутій системі контролюється безпосередньо керована величина і тим самим при виробленні керуючих впливів враховується дію всіх збурень, які впливають на керовану величину. У цьому полягає перевага замкнутих систем. Але через наявність замкненого кола впливів в цих системах можуть виникати коливання, які в деяких випадках роблять систему непрацездатною. Крім того, сам принцип дії замкнутих систем (принцип управління за відхиленням) допускає небажані зміни керованої величини: спочатку обурення має проявитися на виході, система «відчує» відхилення і лише потім виробить керуючі впливу, спрямовані на усунення відхилення. Така «повільність» знижує ефективність управління. Незважаючи на наявність певних недоліків, цей принцип широко застосовують при створенні автоматичних систем.
У всіх замкнутих системах існують зворотні зв'язки, які поділяються на жорсткі зворотні зв'язки і гнучкі зворотні зв'язки. Жорсткі зворотні зв'язки - це такі зв'язки, в яких зворотний сигнал існує як в динамічному, так і в статичному режимі. Гнучкі зворотні зв'язки - зв'язки, в яких сигнал зворотного зв'язку існує тільки в динамічному режимі.
У комбінованих системах створюють два ланцюги впливів - за завданням і за збуренням, і керуючий вплив формується відповідно до оператору
Ефективність роботи комбінованої системи управління завжди більше, ніж у порізно функціонуючих замкнутої або розімкнутого систем.