Управление с обратной связью

Любая система управления, использующая обратную связь, может быть названа системой управления с обратной связью. Для названия систем с обратной связью часто используются термины «сервомеханизм» и «регулятор». В действительности же эти термины определяют два различных типа управления с использованием обратной связи.

Термин «сервомеханизм» или «сервопривод» относится чаще всего к системам, выходом которых является механическое перемещение исполнительного механизма. При этом выходная величина исполнительного механизма как бы следит за изменениями командного сигнала на входе системы. Регулятор же, или система регулирования, имеет фиксированное значение входного сигнала, которое, однако, можно изменять. Назначением регуляторов, в частности, является поддержание постоянного значения выходного параметра при воздействии, например, таких возмущений, как изменения нагрузки.

Наиболее важными в системах управления с обратной связью являются условия устойчивости и динамические характеристики. В случае неустойчивости системы на ее выходе возникают незатухающие колебания, вызванные чрезмерными запаздываниями по времени в элементах системы. В этом случае сигнал обратной связи не может уменьшить рассогласование на входе системы из-за большого сдвига по фазе с входным сигналом. Если сдвиг по фазе больше 180°, то сигнал обратной связи имеет знак, одинаковый с входным сигналом,   и амплитуда колебаний будет возрастать. Таким образом, устойчивость системы определяется величинами коэффициентов усиления и запаздываний всех ее элементов.

В настоящее время известно много аналитических и лабораторных методов для определения условий устойчивости и динамических характеристик систем. Однако, для того чтобы обеспечить возможность анализа устойчивости сложной системы, ее элементы необходимо описать уравнениями и определить статистические и динамические характеристики каждого элемента.