§ 1.3. Основные виды автоматического управления
На первом этапе развития техники управления использовался практически лишь один вид автоматического управления
— поддержание заданного постоянного значения регулируемой величины. Долгое время под системами автоматического регулирования понимался именно этот вид. Впоследствии число видов увеличивалось, и вполне вероятно, что упоминаемые ниже шесть основных их видов не исчерпывают не только возможные виды в будущем, но и существующие сегодня.
Стабилизация.
Системы поддержания постоянства управляемой величины называют также системами стабилизации. Желаемый закон в них имеет вид 
Пример системы автоматической стабилизации напряжения генератора постоянного тока был рассмотрен в § 1.2 (рис. 1.4). Если в этой схеме изъять цепочку 
— эталонная батарея 
, то получим систему стабилизации, действующую по разомкнутому контуру. В ряде установок местного значения, где не требуется высокой точности стабилизации, такие разомкнутые схемы используют и в наши дни.
Известна важная особенность систем регулирования по отклонению: если в них использовать регуляторы, состоящие только из элементов, осуществляющих обычные аналитические преобразования, т. е. обладающих аналитическими статическими
кими характеристиками, то регулирование по отклонению может уменьшить, но не устранить ошибку.
Рассмотрим схему с простейшими линейными преобразовательными звеньями. Уравнения статики для такой схемы (см. рис. 1.2, г) будут
где 
— постоянные коэффициенты, называемые соответственно коэффициентами передачи объекта, регулятора и нагрузки.
Из (1.4) получаем
т. е. значение регулируемой величины х зависит от нагрузки z, уменьшаясь с ее ростом.
Регулирование, в котором установившаяся ошибка при постоянном заданном значении 
зависит от нагрузки, называют статическим. Установившаяся статическая ошибка
Выражение это громоздко, и для оценки степени зависимости статической ошибки от нагрузки 
переходят к уравнениям, связывающим относительные безразмерные отклонения 
где абсолютные значения 
отнесены к базовым значениям, соответствующим номинальной нагрузке 
(рис. 1.5). Вообще статизм 
равен относительной крутизне регулировочной характеристики 
, т. е.
Если характеристика прямолинейна, то
Статический регулятор поддерживает постоянное значение регулируемой величины с ошибкой. Статизм — это величина относительной статической ошибки при изменении нагрузки от холостого хода до номинальной. В некоторых системах статическая ошибка нежелательна. Тогда переходят к регулированию, в котором она в силу структуры системы равна нулю,
Рис. 1.5
Рис. 1.6
т. е. к астатическому регулированию. Регулировочная характеристика идеального астатического регулирования представляет собой прямую линию, параллельную оси нагрузки (рис. 1.6). Вследствие неточности регулятора регулируемая величина может принимать любое значение внутри некоторой зоны (на рисунке заштрихована), но ошибка при этом не будет зависеть от нагрузки. Для получения астатического регулирования в регуляторе нужно устранить жесткую зависимость между положением регулирующего органа и значением регулируемой величины, с тем чтобы одно и то же значение регулируемой величины можно было поддерживать при любой нагрузке. Для этого в цепь регулирования вводят астатическое звено. Примером астатического звена является интегрирующее звено, описываемое уравнением 
или 
Регулятор при этом будет находиться в равновесии только в том случае, когда 
т. е. когда регулируемая величина будет равна заданному значению. Электрический двигатель является примером астатического звена. В схеме, изображенной на рис. 1.4, двигатель, перемещающий ползунок реостата возбуждения, — астатическое звено, а изображенная система есть еистема астатического регулирования.
