反馈控制系统的分类及名称

出处：按学科分类—工业技术 北京理工大学出版社《新编液压工程手册上册》第131页（2106字）

(1)按希望值(指令)的特征分类

恒值控制系统 当系统的希望值是恒定常数时，称为恒值控制系统。如生产过程中的温度、压力、流量、液位高度等控制系统属于这一类。

程序控制系统 当系统的希望值按预先给定的规律(又称程序)变化时，即系统的希望值是已知的时间函数时，称为程序控制系统。如热处理炉温控制系统的升温、保温、降温过程和机械加工中的程序控制机床都是按照预先设定的规律进行控制的，这类系统属于程序控制系统。

随动系统 如果系统的指令是未知的时间函数，且要求系统输出量精确地跟随指令的变化而变化，这种系统称为随动系统。若随动系统的输出量是机械位移(或转角)、速度(或转速)、加速度(或角加速度)、力等机械物理量，则称这样的随动系统为伺服系统。

(2)按描述系统的数学表达式特性分类

A．线性系统和非线性系统

线性系统——若描述系统运动规律的数学方程为线性方程，则这种系统称为线性系统。线性系统满足叠加原理和均匀定理。

非线性系统——若描述系统运动规律的数学方程为非线性方程，则这种系统称为非线性系统。非线性系统不满足叠加原理。

B．定常系统和时变系统

定常系统 如果描述系统的数学方程中所有系数是不随时间而变化的常数，则称其为定常系统。

时变系统 若描述系统的数学方程的系数是时间的函数，则称其为时变系统。

(3)按控制系统中的信号性质分类

连续系统 当系统各部分的信号都是时间的连续函数时，称其为连续系统。连续系统的运动特性可用微分方程描述。

离散系统 当系统的一处或数处的信号是脉冲序列或数字编码时，称其为离散控制系统。离散控制系统的运动特性可用差分方程描述。

(4)按反馈控制技术方法不同分类

最优控制 要求控制系统的性能按某种技术性能指标达到最优称最优控制。例如，使误差最小，控制过程中消耗的能量最小，控制过程中动态品质最平稳等。最优控制方法建立在被控对象必须能够精确描述的基础上，它需要有一个精确的数学模型。在数学模型已经精确建立的基础上，通过精确计算，利用现代计算设备就可以实现最优控制。

自适应控制 自适应控制系统其控制器能自动地适应被控对象特性的变化，并维持良好的控制效果。闭环自适应控制分为两类：一种称为模型参考自适应控制，这类自适应控制系统中有一参考模型，以这一不变的参考模型为标准，力求使变化了的对象经过自动调整的反馈校正之后仍然与参考模型相一致。它适用于系统数学模型较为确定的机电设备的控制。另一种闭环自适应控制称为自校正控制，其基本思想是，利用过程中的动态信息，不断辨识确定被控对象动态特性的变化，将辨识得到的结果随时用于调整控制器的参数。这种自适应控制特别适用于对象结构不十分确切的情况，如化工生产过程的控制。

模糊控制 模糊控制是将人的思维和模糊逻辑推理的方法用于闭环控制中。这种控制方法不需建立控制过程的精确数学模型，而完全凭人的经验知识“直观”地进行控制。例如，控制一个燃烧炉的进气阀门开度的大小，可以根据燃烧炉内的温度和前室压力的大小进行推断。按照“若温度很高，或压力超过正常，则关闭阀门”、“若温度高，且压力正常，则阀门半开”这样一些模糊语言规则进行控制。这种系统主要是通过模糊控制器对系统工作过程进行控制的。模糊控制器的中心工作是依据语言规则进行模糊推理，这个语言规则是根据操作者或专家的经验知识总结而制定出来的(亦称知识库)，规则的形式很象计算机程序设计中的条件语句“IF…THEN…”，把这些规则经过必要的数据处理，存放到模糊控制器中。模糊控制器则是根据输入给它的模糊信息(该模糊信息是将模糊控制器之前的精确值进行模糊化后而来的)，按照事先制定好的语言控制规则和推理法则，作出模糊控制决策，再把这模糊控制决策信息转化成精确数值(称反模糊化)后去控制系统的工作过程。一个模糊控制器的控制过程如图5．1－2所示。

图5．1－2 模糊控制器的控制过程

模糊控制方法有：查表法、专用硬件模糊控制器、软件模糊推理法等。