反馈控制系统的分类

出处：按学科分类—工业技术 北京出版社《现代综合机械设计手册上》第378页（1115字）

按输入信号的规律，反馈控制系统分为三大类：

①恒值调节系统。其输入量是常值，控制系统自动保持被控制量为给定的常值。例如稳压电源、恒速控制系统和恒温控制系统等，都是恒值系统。图1．9－5(a)、(b)分别为恒温炉控制系统工作原理图和控制框图。

图1．9－5 恒温炉控制系统

②程序控制系统。其输入量是变化的，变化规律是预先给定的。控制系统则使被控制量准确地按预先给定的规律变化，图1．9－6为数字程序控制机床控制框图。

图1．9－6 机床数字程序控制框图

③随动系统。这种系统的特点是，输入量是时间的未知函数，即输入量的变化规律无法预先确定，但要求输出量能以一定的精度跟随输入量变化。图1．9－7所示防空雷达系统为随动系统的实例。在该系统中，目标(敌机)的空间位置和速度变化规律都是无法预知的，要由火炮瞄准雷达测出后输给指挥仪(专用计算机)，然后经指挥仪计算出目标未来的飞行信息，并和高炮的实际位置信息(反馈信号)相比较，得到偏差信号，再经放大后控制伺服马达，驱动高炮进入到预定的射击角。

图1．9－7 防空雷达火炮控制系统

根据系统的运动特性是否可用线性方程描述，系统可分为线性系统和非线性系统。如果系统的运动特性能够用线性方程描述，该系统就是线性系统，线性系统的主要特点是可以运用叠加原理。叠加原理含有两重意义，即可叠加性和均匀性。可叠加性是指当线性系统同时存在几个输入量时，其输出量等于各输入量单独作用时所引起的输出量之和。设图1．9－8中输入信号r₁(t)引起的系统输出量为C₁(t)，输入信号r₂(t)引起的输出量为C₂(t)…，输入信号r_n(t)引起的输出量为C_n(t)，则线性系统在n个输入信号同时作用下的总响应C(t)为

图1．9－8 线性系统

均匀性是指当系统的输入量r(t)增大若干倍时，其响应C(t)也相应增大同样倍数，即当输入量为ky(t)(k为实数)时，其响应为kc(t)。

若系统的运动特性需要用非线性方程描述，则该系统称为非线性系统。非线性系统不满足叠加原理。