Kontroles sistēmu veidi | Lineāras un nelineāras kontroles sistēmas
Uzdevuma pārvaldības sistēma ir ierīču sistēma, kas pārvalda, vadīt, direktorē vai regulē citu ierīču darbību, lai sasniegtu gaidīto rezultātu. Citiem vārdiem sakot, uzdevuma pārvaldības sistēmas definīciju var vienkāršot kā sistēmu, kas pārvalda citas sistēmas, lai sasniegtu gaidīto stāvokli. Ir dažādas uzdevuma pārvaldības sistēmas veidi, kas plaši var tikt kategorizēti kā lineāras pārvaldības sistēmas vai nelineāras pārvaldības sistēmas. Šie uzdevuma pārvaldības sistēmu veidi tiek apspriesti detalizētāk zemāk.
Lineāras pārvaldības sistēmas
Lai saprastu lineāro pārvaldības sistēmu, mums jāsaprot superpozīcijas princips. Superpozīcijas teorēma ietver divus svarīgus īpašības, un tās ir izskaidrotas zemāk:
Homogenitāte: Sistēmu sauc par homogēnu, ja mēs reizinām ievadi ar konstanti A, tad arī izvade tiks reizināta ar to pašu konstantes (t.i., A) vērtību.
Aditivitāte: Pieņemsim, ka mums ir sistēma S, un mēs sniedzam šai sistēmai ievadi a1 pirmo reizi un saņemam izvadi b1, kas atbilst ievadei a1. Otrajā reizē mēs sniedzam ievadi a2 un saņemam izvadi b2.
Tagad pieņemsim, ka šoreiz mēs sniedzam ievadi kā iepriekšējo ievādu summu (t.i., a1 + a2) un atbilstoši šai ievadei mēs saņemam izvadi (b1 + b2), tad mēs varam teikt, ka sistēma S sekos aditivitātes principam. Tagad mēs varam definēt lineāras pārvaldības sistēmas kā tādas uzdevuma pārvaldības sistēmas veidas, kas sekos homogenitātes un aditivitātes principam.
Lineāras pārvaldības sistēmas piemēri
Apcerēsim tikai rezistīvu tīklu ar nemainīgu DC avotu. Šis shēma sekos homogenitātes un aditivitātes principam. Visi nepatīkami efekti tiek ignorēti, un pieņemot katras elementa ideālu uzvedību tīklā, mēs sakām, ka mēs saņemsim lineāru spriegumu un strāvas raksturlielumu. Tas ir piemērs lineārai pārvaldības sistēmai.
Nelineāras pārvaldības sistēmas
Mēs vienkārši varam definēt nelineāro pārvaldības sistēmu kā pārvaldības sistēmu, kas neseko homogenitātes principam. Reālajā dzīvē visas pārvaldības sistēmas ir nelineāras sistēmas (lineārās pārvaldības sistēmas pastāv tikai teorijā). Aprakstošā funkcija ir aptuvena procedūra, lai analizētu noteiktus nelineāros pārvaldības problēmas.
Nelineāro sistēmu piemēri
Zināms nelineāro sistēmu piemērs ir magnetizācijas līkne vai DC mašīnas bez slodzes līkne. Mēs īsumā apspriedīsim DC mašīnas bez slodzes līkni šeit: Bezslodzes līkne mums dāvā attiecību starp gaismas gabala magnētiskā plūsmas un lauka vijumu mmf. No zemāk minētās līknes ir skaidrs, ka sākumā ir lineāla attiecība starp vijumu mmf un gaismas gabala magnētisko plūsmu, bet pēc tam saturācija, kas rāda nelineāro uzvedību vai nelineāras pārvaldības sistēmas raksturlielumu.
Analogējā vai nepārtrauktā sistēma
Šajās uzdevuma pārvaldības sistēmu veidos mums ir nepārtraukts signāls kā ievade sistēmai. Šie signāli ir nepārtraukta laika funkcija. Mums var būt dažādi nepārtrauktu ievades signālu avoti, piemēram, sinusoidāls signāla ievades avots, kvadrāta signāla ievades avots; signāls var būt nepārtraukta trijstūra formā utt.
Digitālā vai diskretā sistēma
Šajās uzdevuma pārvaldības sistēmu veidos mums ir diskrets signāls (vai signāls var būt impulsa formā) kā ievade sistēmai. Šie signāli ir diskreta laika intervālos. Mēs varam pārvērst dažādus nepārtrauktu ievades signālu avotus, piemēram, sinusoidālo signāla ievades avotu, kvadrāta signāla ievades avotu utt. diskretā formā, izmantojot sliekšķi.
Tagad ir daudz priekšrocību diskretajām vai digitālajām sistēmām salīdzinājumā ar analogējām sistēmām, un šīs priekšrocības ir norādītas zemāk:
Digitālas sistēmas var efektīvāk apstrādāt nelineāras pārvaldības sistēmas nekā analogējās sistēmas.
Diskretās vai digitālās sistēmas enerģijas prasība ir mazāka salīdzinājumā ar analogējām sistēmām.
Digitālās sistēmas ir augstākas precizitātes un var viegli veikt daudzas sarežģītas aprēķinus salīdzinājumā ar analogējām sistēmām.
Digitālo sistēmu uzticamība ir lielāka salīdzinājumā ar analogējām sistēmām. Tās ir arī mazākas un kompaktes.
Digitālas sistēmas strādā ar loģiskiem operācijām, kas palielina to precizitāti daudzkārt.
Diskretajās sistēmās zaudējumi ir mazāki salīdzinājumā ar analogējām sistēmām vispārēji runājot.
Vienaievads-vienizvads sistēmas
Tās ir arī pazīstamas kā SISO veida sistēmas. Šajā sistēmā ir viens ievads vienai izvadei. Daži piemēri šāda veida sistēmām var ietvert temperatūras pārvaldību, pozīcijas pārvaldības sistēmas utt.
Vairākiievadi-vairākizvadi sistēmas
Tās ir arī pazīstamas kā MIMO veida sistēmas. Šajā sistēmā ir vairākas izvades vairākiem ievadiem. Daži piemēri šāda veida sistēmām var ietvert PLC veida sistēmas utt.
Koncentrētas parametru sistēma
Šajās uzdevuma pārvaldības sistēmu veidos dažādi aktivie un pasīvie komponenti tiek pieņemti kā koncentrēti vienā punktā, un tādēļ tās sauc par koncentrētu parametru sistēmu. Šāda veida sistēmas analīze ir ļoti vieglā, kas ietver diferenciālvienādojumus.
