Бесекерский В.А., Попов Е.П. - Теория систем автоматического регулирования (963107), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Регулятор во всех случаях будет действовать так, чтобы ликвидировать нежелательное отклонение уровня воды, по каким бы причинам оно ни возникало. Ф ьз] пРимеРы непРИРывных автоматических систем 19 Следующим в истории техники автоматическим регулятором, получившим широкое распространение, был центробежный регулятор скорости вращения вала паровой машины, изобретенный Уаттом в 1784 г. (рис. 1.16). Этот регулятор имеет другую конструкцию и другую природу регулируемой величины (угловая скорость а), но совершенно тот же общий лсРРРш Папани ЛЙЯ принцип действия регулятора прямого действия (рнс.
1.7). фф~ ~„ Измерительное устройство регулятора (центробежный механизм) реагирует на изменение регулируемой величины ю. Так, Изхягэлыыш если угловая скорость вала а РЛРРЛ'ГХРР увеличивается, шары центробежного механизма расходятся, муфта поднимается и перемещает непосредственно регулирующий орган (например, за- Н -- —: Рауда-.
слонку в трубе питания машины ЯД$~ паром). Это изменяет приток энергии в машину чем автоматически уничтожается нежелательное отклонение угловой ско- Я рости в. Основным возмущающим воздействием на регулируемый объект здесь является изменение нагрузки на валу паровой машины. Кроме этого может иметь место и другое возмущающее воздействие в виде нарушения нормальных параметров пара в трубе питания машины. Регулятор гасит влияние любого воздействия (в определенных пределах), стремясь все время ликвидировать отклонение, по какой бы причине оно ни возникало. После изобретения этих первых автоматических регуляторов, чисто механических, в течение Х1Х в.
в связи с потребностями промьппленности, РИРУюсея гХаРРХР Рис. С16. транспорта и энергетики появляется много различных конструкций регуля. торов, сначала механических, а затем и электрических. Дальнейшее развитие автоматики, особенно в ХХ в., идет все больше и болыпе по пути электрификации систем автоматического регулирования, в том числе и для механических, тепловых и химических объектов. 2' го ВИДЫ СИСТЕМ АВТОМАТИЧ11СКОГО 1'ЕГУГ1ИРОВАИИЯ [ги.
1 Для иллюстрации общности принципов построения систем автоматического регулирования, относящихся к самым разпообразцым техническим объектам, приведем еще несколько конкретных примеров. На рис. 1Л7 изображена схема автоматического регулирования температуры воды или масла в тепловом двигателе. Нагретая вода нз двигателя (регулируемый объект) поступает в термостат (измерительное устройство регулятора).
Воли температура воды повышается, то под действием увеличения давления паров специальной легко испаряю7ааатааа щейся жидкости, находящейся в сильфопе термостата, приТаиса ' атат крывается клапан прямого вэзврата воды в двигатель. Вследствие атого большее количество Таааааай воды пойдет в обход — череа гаааатаа ЛЬгатааь радиатор, где она охлаждается. Тааауаааа Таким образом автоматически поддерясивается постоянная температура воды в системе охлаждения теплового двигателя (в ча— э- — Ф стпости, автомобильного).
Это— регулятор прямого действия, Рис. 1.17. работа1ощий по той же общей схеме (рнс. 1.7), На рис. 1Л8 показана схема автоматического регулирования угловой скорости 1» вращения вала элентродвигателя (Дв). Последний является регулируемым объектом. Данная система работает согласно Общей схеме автоматического регулятора непрямого действия (рис. 1.5). Здесь изменение нагрузки на валу электродвигателя является возмуща1ощим воздействием. Иэьгерительным устройством служит тахогенератор Тг (электрический тахометр), г" Рис. 1.18. вырабатывающий напряжение ТТ„пропорциональное регулируемой величине — угловой скорости э1. На потенциометре задатчика устанавливается напряжение ТТс, соответствующее требуемому значениго угловой скорости сэ.
Рассогласование ТТс =- Т,'с — ТТ1 подается на электромашннный усилитель ( ЭЛХа'). Может быть введен также предварительный электронный усилитель (показан пунктиром). Электромашинпый усилитель в соответствии с поступающим в его обмотку возбуждения сигналом сТэ изменяет ток в цепи якоря электродвигателя. Это является регулирующим воздействием, которое ликвидирует создавшееся отклонение угловой скорости ю. Для иллюстрации комбинированной системы с регулированием по возмущению возьмем ту же систему регулирования скорости электродвигателя 21 ПРИМЕРЫ НЕПРЕРЫВНЫХ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ з сз> (рис. 1.18) и, сохранив целиком всю прежнюю цепь регулирования по отклонению регулируемой величины, добавим к ней новую цепь регулирования по возмущающему воздействию (рис. 1.19).
Эта новая дополнительная цепь состоит иа моментной муфты, которая измеряет возмущающее воадействие Рис. 1.19. в виде отклонения момента нагрузки от номинального значения, и из специального корректирующего устройства. По принципу обычной системы регулирования работает также система автоматического управления торпеды по курсу (рис. 1.20). Гироскоп 2, сохраняя неизменное направление, измеряет отклонение торпеды >(> от заданного курса. С гироскопом жестко связана заслонка, открывающая доступ юрпсаааау асс т — 4 Рис.
К20. воздуха под давлением в пневматическую рулевую машинку у (исполнительное устройство), которая поворачивает руль 4, воавращая тем самым торпеду на заданный курс. рассмотрим еще упрощенную схему автоматического регулирования напряжения генератора постоянного тока при помощи электронного регулятора (рис. 1.21). В данном случае регулируемым объектом является генератор [гл ! Виды снсткм АВтомАтичвскОГО РкгулнРОВАпия постоянного тока, регулируемой величиной — напряжение У на клеммах генератора, внешним возмущающим воздействием — нагрузка в сети, на которую работает генератор.
Измерительным устройством регулятора служит сетка лампы, а исполнительным устройством — анодная цепь лампы. При нежелательном изменении напряжегг ния У появляется напряжение Уэ + на сетке и пропорциональное ему 4 изменение тока 1, в анодной цепи, а следовательно, и в обмотке воабуж+ дания генератора, которая включена в анодную цепь. Этим изменением тока нрзб уждени я ликвидируется нежелательное отклонение регулируемого напряжения. Рассмотренные примеры относят+ ся к одиночным системам автоматического регулирования.
Примерами связанных систем ре- гулирования являются системы регуяирования напряжения и частоты переменного тока, регулирования скорости и температуры в реактивных двигателях, регулирования различных величин в энергетической системе, состоящей иа нескольких параллельно работающих объектов. Связанная система управления получается и при рассмотрении работы всего автопилота на самолете в целом. Пример электромеханической следящей системы показан на рис. 1.22. Принцип ее действия следующий. На входе вращением рукоятки задается Ркс. $.22. произвольный закон для угла поворота во времени де (Г). Тот же самый закон угла поворота во времени должен быть автоматически воспроизведен на выходе системы, т.
е. на управляемом объекте: б1 — — д, (т). Для этой цели угол поворота па выходе б, передается при помощи вала обратной связи на вход системы, где он вычитается из аадаваемого угла Фю Это вычитание осуществляется при помощи мехаккческого дифференциала. Если угол на выходе 61 не равен углу на входе бю то третий валик дифференциала повернется на разность этих углов х =- дэ — д, (рассогласование). Пропорциональное ей напряжение У подается через усилитель на приводной двигатель, который вращает выходной вал системы. Если же 6~ — — дю то двигатель обесточен и вращения не будет.
Следовательно, система все время работает па увичто- ПРИМЕРЫ НЕПРЕРЫВНЫХ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ 23 $!м жение рассогласования х = 6, — б„решая, таким образом, задачу воспроизведения на выходе 6, произвольно задаваемой на входе величины йе(~). Такая система поаволяет прн незначительной мощности на входе управлять любыми мощными или тяжелыми объектами (орудийными башнями и т. и.).
Очень часто следящие системы применяются для дистанционного управления самыми разнообразными объектами, а также для телеуправления. Рис. 1.23. Дистанционное управление трудно осуществить при механической обратной связи, показанной на'рнс. 1.22.
В этом случае применяется реостатная обратная связь на постоянном токе (рис. 1.23) нли сельсинная обратная связь на переменном токе (рис. 1.24), т. е. механический вал обратной связи заменяется электрической передачей. Прн этом пульт управления (вход Йагвг-йнФ Рвс. 1.24. системы) и управляемый объект (выход) могут находиться на некотором расстоянии друг от друга. Здесь рассогласование получается непосредственно в виде электрнческой величины У = Уе — У, (рис.
1.23). Все три примера относятся к электромеханическим следящим системам. Существуют также электрогидравлические, электропневматическне и чисто гидравлические или пневматические следящие системы, в зависимости от вида применяемых в них усилительных устройств. Общий принцип действия во всех случаях остается тем же самым. Телеуправление применяется, когда пульт управления относится на большие расстояния.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
