Бесекерский, страница 6

Если же вместо проволной связи используются ралцолнпии, то удалспцс может быть значительным, ч>о позволяет, например, управлять с Земли подвижными обтьсктами, иаходяпгцьц>ся на Луне. Следует учитывать, что полностью ликвидировать опп>бку слсляп>ая система, как и л>обая тц>угая автоматическая система, ие может. Во-первых, это обусловлено наличием трения в осях, зонами нечувствительности и т. п,, из-за чего двигатель останавливается при несколько отличающемся от пуля напряжении стм Тогда и напряжение 1>'> должно отличаться от пуля.

Но так как 1>> = >т>6, то должна существова>п ошибка 6 = 6„, называемая инструментальной ошибкои. Во-вторых, соли со стороны ооъек! а к двигателю чс)хз ртлуктор прикладывает. ся момент нагрузки М„(возмуп>ающее воздействие), то для сто компенсации сам двигатель должен создать момент противоположного знака. Для атого к его обмотке управления должно быть приложено напряжение (Гж пропорциональное М,с для чего опять-таки должна появляться ошибка 6ге называемая момептпой ошибкой. В результате, если повернуть командную ось па некоторый угол 6, = 6,о, то исполнительная ось повернется ца угол 6з = 6щ — 6„— 6„.

В-третьих, сслп командная ось вращается с постоянной угловой скоростью ьк>, то очевидно и исполнительная ось после завершения переходных пропсссов должна вращаться с той жс скоростью: Йз -. Йо Но чтобы исполнительная ось вращалась, к двигателю должно быть приложено папря>кение Ьэ пропорциональное угловой скорости. А это возможно только при наличии так называемой скоростшш ошибки 6сг величина которой пропорциональна Й>. Полная установившаяся ошибка в эз ом случае 6,,- 6„„+ 6„, + 6„.

Наличие момсцтиой и скоростной опп>бок обусловлено самим принцип>м действия замкнутой системы, которая реагирует нс па зада>ощсс и возмуп>а>о>цис воздействия, а па отклонение управляемой величины от ес требуемого значения. Более легально ошибки систем рассматриваются в разделе 11. Кроме электромсхапичсскнх следя>цих систем, существуют также злектрогидравличсские, элсктропиевматические и чисто гидравлические или пневматические следящие системы в зависимости от вида применяемых в пих усилительных и исполнительных устройств. Общий принцип действия во всех случаях остается тем жс самым. Входная и выхолиая величины следящей системы могут быть цс только механические, как в примере ца рис. 1.15; оци могут иметь любук> физическую природ)г В соответствии с этим коцструкпии тожг могут бь>ть оссьма разнообразными. На рис. 1.16 изображена схема следящей системы, входной величиной у которой является напряжение (>о, а выходпой— ох Принцип действия и основные элементы у цсс такис же, как и у системы стабилизации скорости вращения (рис.!.14), только напряжение (то подастся извне и может изменяться.

Если ца выходе дополнительно поставить понижающий редуктор Р и датчик угла ДУ, то получится так пазываемыи ип- 22 Общие сведения о системах автоматического управления тегрн1тующий привод, у которого напряжение на выходе (та практически пропорционально интегралу от (тв. Действительно, угловая скорость от изменяется пропорционально паиряжснгио (тс, сама опа представляет собой произ водную от угла поворота, а угол — интеграл от угловой скорости.

Датчик угла измеряет угол поворота и выдает пропорциональное ему напряжение, Вьы сокая точность интегрирования достигается за счет щтимснепля малоиперциоппых злектрических двигателей со встроенными в нх корпуса тахогспсрагорами. В настоящее время во многих областях тсигики существует псобозрпмос количество самых разнообразных систем автоматического управления, использующих принцип следящих систем. Он применяется по пи везде, где нужно добиться высокой точности и надежности автоматического управления.

5 1.4. Примеры дискретных и релейных автоматических систем Чтобы наглядно пре,ютавпть ссбс прппппп рабою ~ простейшей щнпульспой системы, покажем, как ес можно получить из обыкновенных лппсйпых систем непрерывного действия, т. е. из тех систем, которые рассматривались в предыдущих параграфах.

Возьмем систему стабилизации температуры пг прерывного действия (рпс. 1,17). Необходимо поддерживать постояннухт температуру объскта, охлаткдаемого воздухом. Управляющим органом явлтпотся щторкн, угловое положсннс которых <р определяет собой интенсивность поступления охлаждающего воздуха. Измерительное устройство состоит из терморезнстора 1, включенного в качсствс одного из плеч моста 2, и гати ваномстра 3, измеряюгцего ток в диагонали моста, Мост 2 настраивается так, что при заданной температуре, которую надо поквте1пкивать нспзмсппой, ток в диагонали мое га отсутствует.

Таким образом, измерительное устройство (1, 2, 3) даст па выходе перемещение стрелки гн пропорциональное отклопепгпо температуры О. Глава 1. Виды систем автоматического управления 23 Стрелка скользит по потопи>н>м отру 4, управляюп>ех>у работой двигателя 5. Якорь лвигатсля питаезся чсрсз потснциомстр (>п>огла пополненный усилителем). Двигатель 5 через ргяуктор 6 вращает шторки.

Существенным недостатком данной конкрстпой спстсмы является то, по стрелка гальваномстра 3 имеет зпачитвльпую механичсскую нагрузку в виде трения об обмотку потспциомстра. Это заметно снижает чувствительность измеритсля, а значит, и вссй системы к мальм| отклонсниям рсгулирусмой величины О. Цслссообразно было бы предоставить стрелке гальвапомстра возможность лвигаться своболпо без нагрузки. Это леластся глсдующим образом. На рис. 1.18 нзооражеп внл па стрелку гальванометра 3 с торца (с носика), Носик стрслки движется вправо и влево свободно, пе прикасаясь к обмотке потенпнометра.

Над стрелкой пок>с[непа так нааывасмая падающая дужка П)1, опираюпщяся па эксцснтрик, которьп) врап>астся г постоянной угловой скоростью си Когла г>алшощая дужка приходит в пижнсс пол ожсцис, она прижимает стрелку гальванометры 3 к обмотке потсппиомстра 4 па короткое врсмя, В тсчспис остального пернола колсбапий лужки гтрслка 3 своболпа. В результате при поп рсрывпом перемсщспнп стрелки к напряжение 1>, нита>онк с пспь якоря двигателя, булст подаваться с потснпномстра в виде коротких импульсов (рис.

1.19). Постоянный псриол чсрслопания пмпулы ов, нлп псрполлпскрстпосги! задастгя снстсмс припулнтсльпо нзвпс и опрсяслястгя величиной угловой скорое>п> а> врапгвния зксцсптрика независимым сл данной системы приводом. Длптсльпость импульсов т тоже постоянна. Поскол>гку перса>с»гсцис стрелки л пропорционально отклопгпик> температуры О, а скорость вращсния вала элсктролвнгателя Йр>>г)г примерно пропорциональна пп>ающсму папряжсппю 1>', то в псрвом прпб>лиже>щп получастся импульсная зависимость скорости врапвн>ия привода управляющего органа от >л клонения ре>улирусмой величины, показанная па рис. 1.20, б. Там же изображен вытскаюший отсюла закон Лви",кепня самого уцравля>о>цсго органа — перемещение шторок <р(г).

В первом приближении опи равномерно лвнжутся во время подачи импульса и затем стоят па месте в промежутке м ежду и м и уз ьс ам и. На самом же деле, конечно, за счс г инерционностин двигателя прн полаче импульса напря>ксния нарастание и 24 Общие сведения о системах автоматического управления убывание скорости г7!р/туг будет происходить не мгновенно, как на рнс 1 20, б, а по некоторой кривой (рис. 1.21, а). Поэтому рсгуянруюшсс возлсйствис чт(г) па обьект будет иметь нсскол ько сглаженный вил (рпс.1.21, б). Ото!ода вид!их что необходимо разумно выбирать величины периода дискретности 7' и длительностии т импульсов. Устройство, преобразующее непрерывную входную вели~шву в дискретную, т, с. в Рис,!.20 последовательность ям нуя ьсов, называется импульсным олсмснтом, или им ~ ~ухи*оным модулятором, а сам про нссс преобразования — импульсной молуляннсй. В современных системах автоматического управления гггч~ользуются амплнтудно-импульсная, широтно-импульсная и (гораздо реже) частотно-импульсная модуляппя, При амнлитуппо-импульсной молуляцин с пзмспснисм входной величины изменяется амплитуда импульсов (рис.

1.19), а их длительпост ь т и псрнол дискретности 7'остаются ностояпнымн. При широтно-импульспой модулянни с нзьтенением входной величины измейястся Ллитсльность (ширина) гткгггуяьсов, а их амплитуда и псриол лискретности Т оста кпся постоя ни ымн (рнс. 1,22). При частотно-нмпуяьсной молулшпни с изменением входной величины изменяется частота следования импульсов, а их амплитуда и ллптсяьпос! ь остаются постоянными. 1!ервыс в истории техники импульсные элементы были алект- Глава 1. Виды систем автоматического управления 25 ромсхапичсскими (см. рис.