Tipes van Beheersisteme | Lineêre en Nie-lineêre Beheersisteme

'n beheersisteem is 'n stelsel van toestelle wat die gedrag van ander toestelle bestuur, beveel, rig of reguleer om 'n gewensde uitslag te bereik. Met ander woorde, die definisie van 'n beheersisteem kan vereenvoudig word as 'n stelsel wat ander stelsels beheer om 'n gewensde toestand te bereik. Daar is verskeie tipes beheersisteme, wat breed gespreek kan word as lineêre beheersisteme of nie-lineêre beheersisteme. Hierdie tipes beheersisteme word hieronder in detail bespreek.

Lineêre Beheersisteme

Om die lineêre beheersisteem te verstaan, moet ons eers die beginsel van superposisie verstaan. Die beginsel van superposisie-stelling sluit twee belangrike eienskappe in en hulle word hieronder verduidelik:
Homogeniteit: 'n Stelsel word homogeen genoem, as ons die invoer met 'n konstante A vermenigvuldig, dan sal die uitvoer ook met dieselfde waarde van die konstante (d.w.s. A) vermenigvuldig word.
Additiviteit: Gestel ons het 'n stelsel S en ons gee die invoer aan hierdie stelsel as a1 vir die eerste keer en ons kry die uitvoer as b1 ooreenkomstig met invoer a1. Op die tweede keer gee ons invoer a2 en ooreenkomstig daarmee kry ons die uitvoer as b2.

Gestel nou dat ons hierdie keer invoer gee as die sommasie van die vorige invoere (d.w.s. a1 + a2) en ooreenkomstig hierdie invoer kry ons die uitvoer as (b1 + b2) dan kan ons sê dat stelsel S die eienskap van additiviteit volg. Nou is ons in staat om lineêre beheersisteme te definieër as dié tipes beheersisteme wat die beginsel van homogeniteit en additiviteit volg.

Voorbeelde van Lineêre Beheersisteme

Oorweeg 'n puur weerstandige netwerk met 'n konstante DC-bron. Hierdie stroombaan volg die beginsel van homogeniteit en additiviteit. Al die ongewensde effekte word genegeer en deur ideale gedrag van elke element in die netwerk te aanvaar, sê ons dat ons 'n lineêre spanning en stroom karakteristiek sal kry. Dit is 'n voorbeeld van 'n lineêre beheersisteem.

Nie-Lineêre Beheersisteme

Ons kan 'n nie-lineêre beheersisteem eenvoudig definieër as 'n beheersisteem wat nie die beginsel van homogeniteit volg nie. In werklikheid is alle beheersisteme nie-lineêre sisteme (lineêre beheersisteme bestaan slegs in teorie). Die beskrywende funksie is 'n benaderde prosedure vir die analise van sekere nie-lineêre beheerprobleme.

Voorbeelde van Nie-Lineêre Sisteme

'n Bekende voorbeeld van 'n nie-lineêre stelsel is 'n magneetversterkingskurwe of geen-lading-kurwe van 'n DC-masjien. Ons sal kortliks die geen-lading-kurwe van DC-masjiene hier bespreek: Geen lading kurwe gee ons die verhouding tussen die luggapse flux en die veldwindings mmf. Dit is baie duidelik vanaf die kurwe hieronder dat daar in die begin 'n lineêre verhouding is tussen winding mmf en die luggapse flux, maar na dit kom saturasie wat die nie-lineêre gedrag van die kurwe of kenmerke van die nie-lineêre beheersisteem wys.

Analoog of Kontinue Sisteem

In hierdie tipes beheersisteme, het ons 'n kontinue sein as invoer vir die stelsel. Hierdie seine is 'n kontinue funksie van tyd. Ons mag verskeie bronne van kontinue invoerseine hê soos sinus-vormige seinbronne, vierkantige seinbronne; die sein kan in die vorm van 'n kontinue driehoek wees, ens.

Digitaal of Diskrete Sisteem

In hierdie tipes beheersisteme het ons 'n diskrete sein (of sein kan in die vorm van 'n puls wees) as invoer vir die stelsel. Hierdie seine het 'n diskrete tydinterval. Ons kan verskeie bronne van kontinue invoerseine soos sinus-vormige seinbronne, vierkantige seinbronne ens. met behulp van 'n skakelaar in 'n diskrete vorm omskep.
Nou is daar verskeie voordele van diskrete of digitale stelsels bo analoge stelsels en hierdie voordele word hieronder genoem:

1. Digitale stelsels kan nie-lineêre beheersisteme meer effektief hanteer as analoge tipes van stelsels.

2. Kragvereistes in die geval van 'n diskrete of digitaal stelsel is minder as vergelyk met analoge stelsels.

3. Digitale stelsels het 'n hoër akkuraatsierate en kan verskeie komplekse berekeninge maklik uitvoer as vergelyk met analoge stelsels.

4. Betroubaarheid van die digitale stelsel is meer as vergelyk met 'n analoge stelsel. Hulle het ook 'n klein en kompakte grootte.

5. Digitale stelsels werk op logiese operasies wat hul akkuraatheid vele maal verhoog.

6. Verliese in die geval van diskrete stelsels is minder as vergelyk met analoge stelsels in die algemeen.

Eén Invoer Eén Uitvoer Sisteme

Hierdie word ook bekend as SISO tipe stelsel. In hierdie stelsel het die stelsel een invoer vir een uitvoer. Verskeie voorbeelde van hierdie tipe stelsel kan temperatuurbeheer, posisiebeheerstelsel, ens. insluit.

Meerder Invoer Meerder Uitvoer Sisteme

Hierdie word ook bekend as MIMO tipe stelsel. In hierdie stelsel het die stelsel meerder uitvoere vir meerder invoere. Verskeie voorbeelde van hierdie tipe stelsel kan PLC-tipe stelsel ens. insluit.

Gebundelde Parameter Sisteem

In hierdie tipes beheersisteme word die verskeie aktiewe en passiewe komponente aangenome om by 'n punt te wees en daarom word hierdie gebundelde parameter tipe stelsel genoem. Analise van sodanige tipe stelsel is baie maklik en sluit differensiaalvergelykings in.

Uitgespreide Parameter Sisteem