Типови на контролни системи | Линеарни и нелинеарни контролни системи
Контролна система е систем на уреди која управува, командира, насочува или регулира поведбата на други уреди за да се постигне желан резултат. Друго дефинирање на контролната система може да биде опростено како систем кој ги контролира другите системи за да се постигне желана состојба. Постојат различни типови на контролни системи, кои можат да се широко категоризираат како линеарни контролни системи или нелинеарни контролни системи. Овие типови на контролни системи се детално објаснуваат подолу.
Линеарни контролни системи
За да разбереме линеарната контролна система, прво треба да разбереме принципот на суперпозиција. Принципот на суперпозиција вклучува две важни својства и тие се објаснуваат подолу:
Хомогеност: Системот се вели дека е хомоген, ако множиме вход со некој константен фактор A, тогаш излезот ќе биде исто така помножен со истата вредност на константата (т.е. A).
Адитивност: Нека имаме систем S и му дадуваме вход како a1 за прв пат и добиваме излез b1 соодветно на вход a1. На втор пат му дадуваме вход a2 и соодветно на тоа добиваме излез b2.
Сега нека овој пат му дадеме вход како збир на претходните входи (т.е. a1 + a2) и соодветно на тој вход да претпоставиме дека добиваме излез (b1 + b2) тогаш можеме да кажеме дека системот S го следи својството на адитивност. Сега можеме да дефинираме линеарните контролни системи како она што следат принципот на хомогеност и адитивност.
Примери за линеарни контролни системи
Размислете за чисто отпорна мрежа со константен DC извор. Овој кола следи принципот на хомогеност и адитивност. Сите нежелани ефекти се занемарат и при фантазирање на идеалната работа на секој елемент во мрежата, велиме дека ќе добиеме линеарни напон и стрuja карактеристики. Ова е пример за линеарен контролен систем.
Нелинеарни контролни системи
Можеме едноставно да дефинираме нелинеарен контролен систем како контролен систем кој не следи принципот на хомогеност. Во реалниот живот, сите контролни системи се нелинеарни системи (линеарните контролни системи само постојат во теорија). Описната функција е приближна процедура за анализа на одредени проблеми на нелинеарни контролни системи.
Примери за нелинеарни системи
Познат пример на нелинеарен систем е кривата на намагнетување или кривата без оптерење на DC машината. Бришно ќе го обсудиме кривата без оптерење на DC машините тука: Кривата без оптерење ни дава односот меѓу вакуумскиот флукс и mmf-от на полето. Од кривата дадена подолу е многу јасно дека на почеток има линеарен однос помеѓу mmf-от на полето и вакуумскиот флукс, но после доаѓа настани на настани на настани кои покажуваат нелинеарна поведба на кривата или карактеристиките на нелинеарни контролни системи.
Аналогни или непрекинати системи
Во овие типови на контролни системи, имаме непрекинат сигнал како вход во системот. Овие сигнали се непрекината функција на времето. Можеме да имаме различни извори на непрекинати входни сигнали како што се синусоидни типови на извори, квадратни типови на извори; сигналот може да биде во формата на непрекинат триаголник итн.
Цифрови или дискретни системи
Во овие типови на контролни системи, имаме дискретен сигнал (или сигнал може да биде во формата на импулс) како вход во системот. Овие сигнали имаат дискретен интервал на време. Можеме да конвертираме различни извори на непрекинати входни сигнали како што се синусоидни типови на извори, квадратни типови на извори итн во дискретна форма користејќи превклучач.
Сега, има различни предности на дискретните или цифрови системи над аналогните системи и тие предности се запишани подолу:
Цифровите системи можат ефективно да ги обработуваат нелинеарните контролни системи повеќе од аналогните типови на системи.
Потребата за мощност во случај на дискретни или цифрови системи е помала во споредба со аналогните системи.
Цифровиот систем има повисок степен на точност и може лесно да извршува различни комплексни пресметки во споредба со аналогните системи.
Поверливоста на цифровиот систем е повеќе во споредба со аналогниот систем. Тие исто така имаат мал и компактен размер.
Цифровиот систем работи на логички операции што ги зголемува нивната точност многу пати.
Губитоците во случај на дискретни системи се помали во споредба со аналогните системи во општ случај.
Системи со еден вход и еден излез
Овие се познати и како SISO типови на систем. Во овој систем има еден вход за еден излез. Различни примери на овој вид системи може да вклучуваат контрола на температура, контрола на положување итн.
Системи со повеќе входи и повеќе излези
Овие се познати и како MIMO типови на систем. Во овој систем има повеќе излези за повеќе входи. Различни примери на овој вид системи може да вклучуваат PLC типови на системи итн.
Систем со склопени параметри
Во овие типови на контролни системи, различните активни и пасивни компоненти се претпоставува дека се концентрирани во една точка, затоа и се нарекуваат системи со склопени параметри. Анализата на таков тип на систем е многу лесна и вклучува диференцијални равенки.
