Бесекерский В.А. Теория систем автоматического регулирования (1972) (1151987), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Это направление будем считать отрицательным и поэтому напряжение в этом случае будем отмечать знаком минус: 0: — — — с (рис. 1.36, а). Интервал — Ь ~ 1 ( Ь, Рис 1 35. где 11 == О, называется зоной нечувствительности реле. Показанная зависимость выходной величины реле У от входной 1 называется статической характеристикой реле. Как известно, величина тока срабатывания реле не совпадает с величиной тока опускания. При учете этого обстоятельства получаем петлевую статическую характеристику (рис.
1.36, б), где Ъз — величина тока срабатывания, а Ь, — тока отпускания. Эта петля аналогична той, которая Р Р' получается при гистерезисных л/ явлениях. Поэтому и в данном -р случае ее называют гистерезнс- фЮг Х ной петлей. Если петля не гпирока, то ею часто можно пренебрегать. Ьг Ь' Зона печувствительности реле, имеющан место в этих Ф~ г г/ л двух статических характеристиках, получается в том случае, гу у Р й когда средний контакт поляризованного реле обладает нейтральным положением. Если этого нет, то он будет сразу пересканивать из одного крайнего положения в другое (рисунок 1.36, в). Это — идеальная релейная характеристика без зоны нечувствительности и без петли. Реальная характеристика реле и в данном случае тоже будет иметь петлю (рис.
1.36, г), половину ширины которой обозначаем через Ь. Это — характеристик» реле с петлей без зоны нечувствительности, т. е. без среднего нейтрального положения. В приведенном примере в релейную систему входило электромагнитное реле„управляющее работой привода регулирующего органа. Однако к релейным системам регулирования и управления относятся не только системы, 30 Виды систем АВТОИАтического РегулиРОВАиия содержащие именно реле, а всякие системы, в составе которых есть звенья (любой физической природы), обладающие статическими характеристиками ролейного типа, когда выходная величина звена изменяется скачкообразно при непрерывном изменении входной величины.
Например, если в пневматической системе управления курсом водяной торпеды (рис. 1.20) открытие заслонки происходит достаточно быстро, то статическая характеристика работы заслонки будет релейная, как показано на рис. 1.37, где у — угол поворота заслонки, передаваемый от гироскопа, а р — давление воздуха. В этой системе заслонка играет ту же роль, что электромагнитное реле в первом примере. Возможно и другое рассмотреяие данкой пневматической системьь Предположим, что поршень рулевой машинки 2 (рис. 1.20) очень быстро по сравнению с поворотом самой торпедлс перебрасывается из одного крайнего положения в другое при открытии Рзс.
1.38. Рвс. 1.37. Ряс. 1.39. заслонки и остается достаточно дчительное время в крайнем положении, пока не поступит сигнал обратного знака. Тогда можно сразу изобразить характеристику всего регулятора в релейном виде, показанном на рис. 1.38. Последний случай отличается от предыдущих двух тем, что здесь сам регулирующий орган работает в релейном режиме, а там было релейное управление привода регулирую- Г Г щего органа. Это — два наиболее распространенные типа релейных автоматических систем. Приведем еще более тнпнчй ный пример такой релейной си- стемы, в которой сам регулигl~ ф рующий орган работает в релейном режиме (двухпозиционяом). Это — система регулирования скорости ю электродвигателя (рис. 1.39). Чувствительный элемент ((центробежный механизм 1) дает непрерывное перемещение муфты г. В некотором среднем положении, которое примем за начало отсчета г, муфта нажимает на контакт 2 (регулирующий орган), замыкая его.
При разомкнутом контакте 2 в цепь возбуждения регулируемого двигателя О включено добавочное сопротивление ггю При замкнутом контакте 2 оно выключено, так как цепь возбуждения аамыкается параллельно этому сопротивлению. Поэтому статическая характеристика регулирующего органа будет иметь вид, показанный на рис. 1.40 без петли (а) илн с петлей (б), в зависимости от качества контактной пары. 1 1.41 пРимеРы дискРетных и Репейных Автомьтических систем 3$ Другим типичным примером двухпознционного релейного регулирования (с релейным режимом работы регулирующего органа) является вибрационное регулирование напряжения на клеммах генератора постоянного тока, применяемое на автомобилях, самолетах и т. и. Принципиальная схема показана на рис. $.4$.
РегулиЕа«пж руемая величина — напряжение У. При отклонении напряжения изменяется ток в обмотке Рис. 1.41. Рис. 1.42. электромагнита. Это создает изменение тяговой силы электромагнита. При уменьшении последней пружина замыкает контакты К, выключая добавочное сопротивление г«д из цепи возбуждения генератора. Следовательно, регулирующий орган (контакты) здесь будет иметь релейную характеристику, показанную на рис. 1.42.
Репейные системы, так же как и дискретные цифровые (с двоичным кодом), обладают перед непрерывными системами тем преимуществом, что не требуют высокой стабильности элементов для соблюдения определенной аависвмости между выходной и входной величинами. Они работают по принципу «да — нет«, т. е. по наличию или отсутствию входного сигнала и его знаку (с определенным порогом срабатывания). ГЛАВА 2 ПРОГРАММЫ И ЗАКОНЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ.
АДА1ПИВНЫЕ СИСТЕМЫ 3 2.1. Программы регулирования Задачей системы автоматического регулирования нли управления является, как уже говорилось, поддержание требуемого значении регулируемой величины у (рис. 1.5) нли изменение ее по определенной программе, которая либо заранее задается, либо поступает извно во время эксплуатации системы в зависимости от некоторых условий. Программы могут быть зрезсениызси (задаваемыми во времени): у -.— у (г) или нараметри сескими (задаваемыми в текущих координатах): у у (зс зсо .
з») где з,. гз,..., з„— какие-либо физические величины, характеризующие текущее состояние объекта в процессе регулирования. Примером врезсенной программы может служить программа изменения регулируемой величины, обеспечивающая правильный режим начального «разгона» мощного регулируемого объекта при пуске его в ход до наступления релснма нормальной эксплуатации, в котором объект затем будет работать длительное время. Папример, автоматический регулятор угловой скорости мощного двигателя может быть предназначен не только для поддержания постоянной скорости в режиме нормальной эксплуатации.
но еще и для регулирования требуемого режима нарастания скорости во времени (рис. 2.1, где у — угловая скорость) при пуске двигателя в ход. чтобы избежать каких-либо опасных отклонений. Аналогичная программа регулирования во времени может задаваться при термической обработке металлов. когда требуетсн определенный режим быстроты нагревания металла (рис. 2.1, где у — температура в печи) до определенной температуры у,, при которой металл затем будет выдернсиваться в печи.
В других случаях нормальный ре*ким работы объекта может быть связан с непрерывным программным изменением регулируемой воличины во времеяп (рис. 2.2), например угла тангажа вертикально взлетающей ракеты на активном участке ее полета (94). Во всех описанных случаях в составе автоматического регулятора или системы управления имеется программное устройство (рис. 1.3), в которое заранее заложена требуемая временная программа.
В случае же следящей системы тоже задается требуемый закон изменения регулируемой величины д (1) (рис. 1.5), но он пе задан заранее, а может быть в определенных пределах произвольным. Примером паразсеосрич«ской программы регулирования может служить задание требуемого переменного значения высоты полета у (рис.
2.3) при снижении летательного аппарата, но не во времени, а в зависимости от теку- е зл) ПРОГРАММЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ 33 щего значения пройденного пути и, чтобы снизиться в определенную точку независимо от времени протекания этого процесса. Другим примером параметрической программы регулирования может быть задание переменного давления в герметической кабине высотного Рис. 2АЬ Рис. 2.2.
Рис. 23. самолета в зависимости от текущего значения высоты полета (рис. 2.3, где у — давление, в — высота). Наконец, типичным примером параметрических программ регулирования являются так называемые ваиоим наведеиил в системах телеуправления и самонаведения снарядов. Законом наведения называется особая программа управления, л 8 которая задается через текущие значения коор- Р динат и скоростей управляемого объекта неза- Рис. 2.4. висимо от того, в какой момент времени они иметот место в процессе двияеения объекта. Пусть, например, тело А (рис. 2.4) должно быть сближено с телом В для мягкого контакта; р — текущее относительное расстояние между ними. Условия, которые должны быть выполнены в процессе сближения, следующие: р<О, (2А) р = О при р = О, (2.2) ~ р ! ограничено, (2.3) Т ограничено, (2.4) где Т вЂ” время сближения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
