Файл: Цыпкин Я.З. Лекции по теории автоматического регулирования. Элементы теории импульсного регулирования.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.04.2024

Просмотров: 49

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

дественно равной нулю, и воздействие на исполнительное устройство будет отсутствовать, то есть физически система ре­ гулирования будет всегда разомкнута.

Поэтому удвоенный интервал регулирования 2 Тр должен быть меньше периода колебаний возмущения щ собственных колебаний линейной части системы. Выполнение этого требо­ вания необходимо также и для того, чтобы последовательность

импульсов достаточно точно отображала существенные черты

•управляющего сигнала (фиг. 106),

2.Если на систему импульсного регулирования воздейст­ вует возмущениевида единичного скачка (например сброс нагрузки, мгновенное изменение настройки), то регулируемая величина в установившемся режиме в системах с астатическим

исполнительным устройством (то есть исполнительным устрой­ ством, содержащим интегрирующее звено) будет постоянной

в любой момент времени, а в системах со статическим испол­

нительным устройством

(при у <П)

будет испытывать

коле­

бания с периодом, равным интервалу регулирования ~1 р.

 

Это

следует

из

того,

что в

а)

установ'ившемся режиме в первом

 

случае отсутствует жесткая связь

 

между величиной

управляющего

 

сигнала и положением регулирую­

 

щего органа, а во втором случае

 

таковая имеется.

 

 

 

 

 

3. В системах импульсного ре­

 

гулирования третьего вида регу­

 

лируемая величина

всегда

испы­

 

тывает

автоколебания..

При лю­

 

бом сколь угодно

малом

откло­

 

нении

регулируемой

величины

 

импульсный

элемент

в каждом

с одинаковой

интервале

регулирования

будет

яо воздействовать на

исполнитель-

ное устройство, которое, воздействуя в свою очередь на ре­ гулируемый объект, будет вызывать отклонение регулируе­

мой величины в противоположную сторону.

4. В системах импульсного регулирования второго и третьего видов с астатическим исполнительным устройством мощность его может быть полностью использована, так как серводвигатель здесь работает в режиме постоянной скорости.

В системах импульсного регулирования первого вида пол­

ное использование мощности происходит только при наиболь­

10

ших значениях сигнала

управления, так как скорость серво­

двигателя в различных

интервалах

регулирования различна.

5. Импульсный элемент второго

вида, воздействующий на

нелинейный элемент с симметричной характеристикой, устра­ няет нелинейные свойства последнего. Это следует из того оче­

видного факта, что входная величина нелинейного элемента,

являющаяся выходной величиной импульсного элемента, не­

изменна в рабочем интервале, а на длительность импульсов не­ линейность не влияет (фиг. 11).

11

Вид импульсного элемента

Двусторонняя фиксирующая схема

Фиксированные

импульсы

Пояснения

Измерительное устройст­ во 4 поворачивает стрелки 2 и 3, связанные пружиной 5, благодаря периодическому срабатыванию электромаг­ нита и падающие дужки поочередно прижимают стрелки к сопротивлению 1, изменяя тем самым высоту импульсов напряжения в цепи (т=7).

Схема применяется в импульсной технике для преобразования непрерыв­ ного звукового сигнала 1 в импульсы 3 изменяю­ щейся высоты. Фиксирую­ щие импульсы 2 определя­ ют период Тр.

Измерительное устройст­ во 1 (гальванометр) пово­ рачивает стрелку 2. Перио­ дически движущаяся па­ дающая дужка 3, прижимая стрелку, опрокидывает ртут­ ные контакты. Длитель­ ность замыкания их пропор­ циональна углу отклонения стрелки 2 от среднего по­ ложения.

12

№

Вид импульсного элемента

Пояснения

 

 

 

 

Измерительное

 

устрой­

 

ство 1 поворачивает стрел­

 

ку 2. Периодически движу­

 

щаяся падающая

дужка 3,

 

прижимая

стрелку к

рыча­

 

гу 4, поворачивает

его,

а

 

вместе с ним и контактный

 

рычаг 5. Вращающиеся кон­

 

тактные

секторы 6 образу­

 

ют контакт

с

контактным

 

рычагом, возвращая

его в

 

горизонтальное

положение.

 

Длительность контакта про­

 

порциональна

углу

откло­

 

нения стрелки 2 от средне­

 

го положения

 

 

 

 

 

5 II

Измерительное

устройст­

 

во поворачивает

стрелку 1,

 

которая

периодически

при­

 

жимается

падающей

дуж­

 

кой к рычагу 2 или 2'. Бла­

 

годаря

повороту

 

рычагов

 

поршень золотника переме­

 

щается,

открывая отверстие

 

для прохода масла

в

сер­

 

вомотор. Длительность от­

 

крытия

отверстий

пропор­

 

циональна

углу отклонения

 

стрелки 1

от

среднего

по­

ложения

Измерительное устройст­ во 1 поворачивает стрелку с контактами 2, которые замыкаются с вращающи­ мися зубчатыми шайбами 3 и 3'. Длительность замыка­ ния пропорциональна углу отклонения стрелки от сред­ него положения

13

№ Вид импульсного элемента

7 II

9

Нхлульсиьш злемеит зхктцонного

Пояснения

Измерительное устройст­ во 1 (моментный двига­ тель) Поворачивает кон­ тактную систему 2 и зубья вращающейся звездочки 3 начинают соприкасаться с контактами 4 на промежу­ ток времени, пропорцио­ нальный углу отклонения контактной системы от вер­ тикальной оси. При боль­ ших углах поворота кон­ тактной системы входит в соприкосновение контакт­ ный диск 5, образующий непрерывный контакт

Измерительное устройст­ во поворачивает зеркальце 7, отклоняющее световой луч. Этот луч, отражаясь от периодически качающе­ гося зеркальца, попадает на фотоэлемент 3, управляю­ щий вместе с контактами Кл и Кп углом зажигания тиротронов. В анодных це­ пях последних включены обмотки двигателя. Время включения двигателя про­ порционально углу отклоне­ ния зеркальца 1 от средне­ го положения

Измерительное устройст­ во поворачивает рычаг 1. Конец этого рычага, при­ поднимаясь радиальным срезом лекала 2 или 3, оп­ рокидывает ртутный кон­ такт 4. Длительность замы­ кания пропорциональна уг­ лу отклонения рычага 1 от среднего положения

14

11 И

Импульсный элемент 5 Ьиде

 

системы из

реле

к исполнительном) устройству

12 JII

Прямая падающая дужка

с ртутными контактами

Пояснения

Измерительное устройст­ во (мембранное) поворачи­ вает при помощи дифферен­ циала периодически колеб­ лющийся диск 1. Выступы диска, касаясь роликов 2, опрокидывают ртутный кон­ такт 3. Длительность замы­ кания контакта пропорцио­ нальна углу поворота оси колебаний диска

f

Реле 1 работает от им­ пульсов телеизмерения, дли­ тельность которых пропор­ циональна измеряемой ве­ личине, а реле 2—от посто­ янных по длительности им­ пульсов. Цепь исполнительтельного устройства замы­ кается только при разности длительности этих импуль­ сов и на время, пропорцио­ нальное этой разности

Измерительное устройст­ во 1 (гальванометр) пово­ рачивает стрелку 2. Перио­ дически движущаяся пря­ мая падающая дужка 3. прижимая стрелку к ртут­ ным контактам, опрокиды­ вает их. Длительность за­ мыкания контактов посто­ янна

15

В промышленной автоматике для регулирования сравни­

тельно медленно протекающих процессов (температура, кон­

центрация, давление и т. п.) широко применяются системы импульсного регулирования второго и отчасти третьего вида.

В измерительной и

радиолокационной технике, наоборот,

в большинстве случаев

применяются системы прерывистого

регулирования первого вида.

Практически применяемые импульсные элементы в систе­

мах импульсного регулирования отличаются от приведенных

выше схематических их изображений, поясняющих только принцип действия элементов каждого вида.

В таблице (см. стр. 12—15) приведен ряд типовых электро­ механических, электронных и механических импульсных эле­ ментов и дано краткое пояснение к ним. Некоторые типовые системы прерывистого регулирования описаны в лекции «Вве­ дение в теорию автоматического регулирования», стр. 54, 57,

атакже в гл. III настоящей лекции.

II. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ИМПУЛЬСНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ

1. Уравнения систем импульсного регулирования

Структурную схему системы импульсного регулирования (фиг. 1) можно всегда представить в более удобном для даль­

нейшего

изложения

виде

(фиг. 12). К линейной или, как

иногда

 

говорят,

непрерывной

части системы

относятся

все

элементы системы за исключе­

нием

импульсного элемента.

Линейная часть системы пред­

ставляет собой часть разомкну­

той на входе импульсного эле­

мента

 

системы

импульсного

регулирования1, не содержа­

щую импульсный элемент.

 

Будем предполагать, что внешее возмущение x0(t) прило­

жено ко входу импульсного элемента. Это не является ограни­

чением, ибо возмущения, приложенные в

любой точке линей-

1 В дальнейшем под разомкнутой системой

импульсного регулирова­

ния подразумевается всегда система, разомкнутая на входе импульсного элемента.

16

Смотрите также файлы