2.Классификация систем автоматического управления по изменению во времени входного сигнала датчика.

Автоматическим управлением называется процесс, при котором операции выполняются посредством системы, функционирующей без вмешательства человека в соответствии с заранее заданным алгоритмом.

В реальных системах автоматики сигналы, как правило, бывают непостоянными. В большинстве случаев они изменяются во времени. Такой режим называется динамическим.

Динамической характеристикой объекта регулирования называется зависимость выходной величины от входной величины в переходном режиме.

Основные признаки деления автоматических систем на классы по характеру внутренних динамических процессов:

1.Непрерывность или дискретность (прерывистость) динамических процессов во времени. По этому признаку различают:

- Системы непрерывного действия. В каждом из её звеньев непрерывному изменению во времени входной величины соответствует непрерывное изменение выходной величины.

- Системы импульсные (дискретные). Хотя бы в одном её звене импульсной системы при непрерывном изменении входной величины выходная величина изменяется не непрерывно, а имеет вид отдельных импульсов. В частности, если в контур управления включено цифровое вычислительное устройство, то импульсная система называется дискретной, или цифровой.  

2. Линейность или нелинейность уравнений, описывающих динамику процессов регулирования.  По этому признаку различают:

- Линейные системы, описываемые линейными уравнениями и имеющими линейные статические характеристики.

- Нелинейные системы, описываемые нелинейными уравнениями и (или) имеющие в своем составе звенья с нелинейными статическими характеристиками. Основные типы статических характеристик нелинейных звеньев приведены на рис.

- Релейные системы (частный случай нелинейных систем). Хотя бы в одном её звене при непрерывном изменении входной величины выходная величина в некоторых точках процесса, зависящих от значения входной величины, изменяется скачком. Такое звено называется релейным звеном.

3.Устройство сравнения с системах автоматического управления. Схемы сравнивающих устройств.

Любая система автоматического управления независимо от своего назначения имеет устройство сравнения (различитель), без которого невозможно реализовать отрицательную обратную связь.

Устройство сравнения (вычитающее устройство) — это элемент, дающий сигнал ошибки на основании сравнения сигналов входного и обратной связи. Одновременно с операцией вычитания различитель может и усиливать сигнал. На струк­турных схемах он изображается так, как показано на рисунке 9.5.

К схемам устройств сравнения (различителям) предъявляются сле­дующие требования:

1) высокая чув­ствительность, которая не должна зависеть от значения и закона изме­нения регулируемой величины;

2) высокая точность измерений;

3) малое потребление энергии (элект­роэнергии), в связи с чем схема устройства сравнения электри­ческой системы обычно имеет высокое входное сопротивление. Мощность выходного сигнала должна быть большой, т. е. уст­ройство должно иметь высокий кпд;

4) быстродействие схемы должно обеспечивать хорошее слежение за изменением изме­ряемой величины;

5) зона нечувствительности схемы должна быть минимальной.

В системах автоматики применяются механические, электроме­ханические и электрические устройства сравнения. Последние по принципу построения делятся на три группы:

устройства, выполненные на линейных элементах (например, резисторах); устройства, выполненные на нелинейных элемен­тах (L- и С-элементах, полупроводниках); регенеративные схемы, являющиеся сочетанием измерительного устройства с преобразо­вателем электрического сигнала одного вида в другой.

В качестве устройства сравнения часто применяются четырехплечие мосты как на рисунке 9.6. В три плеча этого моста включены из­вестные сопротивления Z1,Z2,Z3, а в четвертое — сопротивление датчика Zd. Сопротивления плеч моста могут быть активными и реактивными. Измерительные мосты работают как на постоянном, так и на переменном токе, также часто используются сравнивающие устройства, постро­енные на двух лампах или транзисторах.

Кмп – коэффициент трансформации.

На рисунке 9.7, а показан различитель, выпол­ненный по схеме трансформатора. Выходное напряжение пропор­ционально разности входных напряжений.

Широко используются также сравнивающие устройства, постро­енные на двух лампах или транзисторах. На рисунке 9.7, б изображен параллельно-балансный каскад, применяемый в качестве разли­чителя. Схема выполнена на двух транзисторах   и  . Делители напряжения R1, R2 задают начальные смещения на базы триодов   и  , а их эмиттеры включены через сопротивление R_э. Для того чтобы выходное напряжение U_вых было равно нулю при отсутствии входных сигналов   и   или при их равенстве, источник питания Е_к подключают к коллекторным сопротивлениям R_Kкаскада через переменное сопротивление R_П. В этих каскадах практически отсутствует дрейф, а коэффициент усиления значительно выше, чем в однотактных усилителях. Напряжение на выходе:

, где Кu –коэффициент напряжения.