Typy systemów sterowania | Liniowy i nieliniowy system sterowania

System sterowania to system urządzeń, który zarządza, komenduje, kieruje lub reguluje zachowanie innych urządzeń, aby osiągnąć pożądany rezultat. Innymi słowy, definicję systemu sterowania można uprościć jako system, który steruje innymi systemami, aby osiągnąć pożądany stan. Istnieje wiele rodzajów systemów sterowania, które można szeroko sklasyfikować jako liniowe systemy sterowania lub nieliniowe systemy sterowania. Te rodzaje systemów sterowania są szczegółowo omawiane poniżej.

Liniowe Systemy Sterowania

Aby zrozumieć liniowy system sterowania, powinniśmy najpierw zrozumieć zasady superpozycji. Zasada twierdzenia o superpozycji obejmuje dwie ważne właściwości, które są wyjaśnione poniżej:
Jednorodność: System jest jednorodny, jeśli pomnożymy wejście przez pewną stałą A, to wyjście również zostanie pomnożone przez tę samą wartość stałej (tj. A).
Addytywność: Przypuśćmy, że mamy system S i podajemy do niego wejście a1 po raz pierwszy i otrzymujemy wyjście b1 odpowiadające wejściu a1. Drugi raz podajemy wejście a2 i odpowiadające temu otrzymujemy wyjście b2.

Teraz przypuśćmy, że tym razem podajemy wejście w postaci sumy poprzednich wejść (tj. a1 + a2) i odpowiadające temu wejściu otrzymujemy wyjście (b1 + b2). Wtedy możemy stwierdzić, że system S spełnia własność addytywności. Teraz możemy zdefiniować liniowe systemy sterowania jako te rodzaje systemów sterowania, które spełniają zasady jednorodności i addytywności.

Przykłady Liniowych Systemów Sterowania

Rozważmy czysto oporny obwód z stałym źródłem DC. Ten obwód spełnia zasady jednorodności i addytywności. Wszystkie niepożądane efekty są pomijane, a przyjmując idealne zachowanie każdego elementu w sieci, mówimy, że otrzymamy liniowe napięcie i prąd charakterystyczne. To jest przykład liniowego systemu sterowania.

Nieliniowe Systemy Sterowania

Możemy po prostu zdefiniować nieliniowy system sterowania jako system sterujący, który nie spełnia zasady jednorodności. W rzeczywistości wszystkie systemy sterujące są nieliniowe (liniowe systemy sterowania istnieją tylko w teorii). Funkcja opisująca jest przybliżoną procedurą analizy niektórych problemów nieliniowych systemów sterujących.

Przykłady Nieliniowych Systemów

Znanym przykładem nieliniowego systemu jest krzywa magnetyzacji lub krzywa bez obciążenia maszyny prądu stałego. Krótko omówimy krzywą bez obciążenia maszyn prąd