1.4. Класифікація систем автоматичного керування

В залежності від мети керування і способу її реалізації САК прийнято ділити на такі види:

-         системи стабілізації;

-         система програмного керування;

-         слідкуючі системи;

-         екстремальні системи;

-         оптимальні системи;

-         адаптивні системи.

Система автоматичної стабілізації підтримує керовану величину y(t) на заданому фіксованому рівні y₀. Прикладом системи стабілізації є відомі стабілізатори напруги, які широко застосовуються в системах електроживлення пристроїв автоматики і зв’язку на залізничному транспорті.

Система програмного керування підтримує керовану величину y(t) рівною заданій дії x(t), яка змінюється по зарані відомому закону. Системи програмного керування находять широке застосування в робототехніці. Прикладом таких систем на залізничному транспорті може бути автомашиніст потягу в метрополітені, який працює у відповідності із зарані складеним графіком руху. Автоматичний розпуск і формування потягів на сортувальній гірці теж виконується за наперед складеною програмою.

Слідкуюча автоматична система підтримує керовану величину y(t) рівною заданій дії x(t), яка зарані невідома. Це найбільш поширені автоматичні системи. Прикладом такої системи на залізничному транспорті може бути система автоматичного слідкування за рухом потягів.

Екстремальна система повинна підтримувати вихідну величину об’єкта y(t) на максимальному або мінімальному рівні. Зрозуміло, що екстремальне керування об’єктом можливе при умові, що керована величина y має екстремальну залежність від керуючої дії x. Складність екстремального керування зумовлена тим, що екстремальне значення керованої величини залежить від багатьох факторів і безперервно змінюється, як, наприклад, гучність прийому радіоприймача локомотивної радіостанції.

Оптимальною називається система автоматичного керування (САК), яка оптимізує процес керування y(t) за заданою цільовою функцією С(р₁, р₂, … р_n) з параметрами р_і. Варіацією параметрів, серед яких присутня і вхідна величина, система повинна підтримувати мінімум цільової функції. В загальному випадку оптимальні системи більш складні, порівняно з екстремальними, і їх реалізують, як правило, за допомогою мікропроцесорних пристроїв або ЕОМ.

Адаптивною називають САК, яка в процесі керування для підтримки заданого значення керованої величини здатна змінювати параметри об'єкта або структуру і алгоритм роботи регулятора. Принципи адаптації часто застосовують оптимальні системи.

В залежності від математичної моделі системи або її елементів САК прийнято ділити на лінійні і нелінійні; неперервні і дискретні; системи з запізненням; системи з розподіленими параметрами; системи із змінними параметрами (нестаціонарні); системи з пропорційним, інтегральним, пропорційно-інтегральним і пропорційно-інтегрально-диференціальним регулятором (відповідно П-, І-, ПІ- і ПІД – регулятором); системи астатичні і не астатичні. У подальшому буде розглянута більшість з означених систем і в міру вивчення курсу класифікація автоматичних систем буде доповнюватись.