Файл: Фудим Е.В. Пневматическая вычислительная техника. Теория устройств и элементов.pdf

§ 2] Э Л Е М Е Н Т А Р Н Ы Е ОСНОВЫ ТЕОРИИ Ц Е П Е Й 37

ными функциями. Анализ и синтез таких цепей представ­ ляет собой в каждом конкретном случае специальную задачу. Чтобы получить возможность применения еди­ ных методов для любых цепей, набор используемых в них устройств должен быть одинаков и конечен. С этой целью выделен ограниченный набор типовых элементар­ ных передаточных функций, из которого может быть реа­ лизована любой сложности реальная передаточная функ­ ция. Каждой типовой передаточной функции поставлено в соответствие идеальное устройство, в котором проис­ ходит идеальный процесс с этой элементарной передаточ­ ной функцией — элемент цепи. При этом реальные цепи представляются в виде структуры из конечного набора элементов; элементы соединены между собой идеальными линиями, не влияющими на процессы в цепях. Эту струк­ туру называют схемой замещения. Следовательно, схема замещения — это представление реального устройства в виде цепи, показывающей, какие типовые операции и в какой последовательности производятся над входными параметрами. Она предусматривает идеализацию, состоя­ щую, прежде всего, в переходе от распределенных пара­ метров к сосредоточенным и в линеаризации уравнений.

Таким образом, теория цепей оперирует со схемами замещения реальных цепей: для проведения анализа реальные цепи представляют их схемами замещепия, для использования результатов синтеза полученную схему замещения преобразуют в реальную цепь. (Во всех слу­ чаях необходимо иметь схемы замещения реальных устройств цепи.)

Схемы замещения устройств цепи нужны и при точ­ ном анализе и синтезе управляющих устройств, несмотря на то, что цепи состоят из набора устройств, каждое из которых реализует с хорошим приближением передаточ­ ную функцию соответствующего идеального элемента цепи. Это объясняется наличием в реальных устройствах «пара­ зитных» сопротивлений, влияние которых приходится учитывать в зависимости от конкретной схемы включения, реальных скоростей изменения сигналов и др. факторов.

Рассмотрим последовательно идеальные элементы це­ пи и реальные элементы с их схемами замещения.

В набор элементов цепи входят активные элементы, предназначенные для внесения энергии, и пассивные,

38 ОСНОВЫ ТЕОРИИ П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Х Ц Е П Е Й [ГЛ. I

потребляющие энергию. К активным элементам относятся источник напряжения и источник тока, к пассивным — элемент активного сопротивления, элемент емкости и элемент индуктивности.

Цепи, содержащие активные элементы, называют ак­ тивными; цепи, включающие только пассивные элементы, называют пассивными.

Источник напряжения — идеальный элемент, у кото­ рого напряжение (разность давлений) на выходе не зави­ сит от свойств присоединенной цепи. Источник напряже­

цепи. Условные обозначения источников показаны в табл. 2. 1, стрелка направляется в сторону большего дав­

независимо от свойств присоединенной к его выходу цепи. Его передаточная функция — безразмерная величина, на­

Основные режимы работы усилителей: режим срав­ нения или определения знака алгебраической суммы входных сигналов, когда усилитель работает в разом­ кнутом состоянии и выход дискретный; режим повторе­ ния (Ку = 1) и умножения на другой стабилизированный коэффициент Куф1 за счет охвата усилителя глубокой безынерционной отрицательной обратной связью, вво­ димой непосредственно без специально устанавливаемых сопротивлений на один из входов первого каскада уси­ лителя; режим операционного усилителя, когда канал отрицательной обратной связи содержит пассивные цепи.

Поскольку выход источников энергии по определению не зависит от свойств присоединенной цепи, они являются

элементами с детектирующими свойствами. Детектирую-

40 ОСНОВЫ ТЕОРИИ П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Х Ц Е П Е Й [ГЛ. 1

цепи в другую без линий связи. Коэффициент трансфор­

соответствуют параметрам второй и первой цепи). Внут­ ренние сопротивления обеих цепей собственно трансфор­ матора равны нулю.

Поскольку методы теории цепей развиты для рас­ смотренного набора идеальных элементов, а в цепях ав­

менты удобно именовать как идеальные с добавкой слова «реальный», например, «реальный источник давления», «реальный узел», «реальная линия» и т. д.

Реальные усилители (источники) давления могут обес­ печивать только ограниченный расход газа. Поэтому степень их приближения к идеальным элементам зависит от соотношения обеспечиваемого и потребляемого с их выхода расходов газа. Возможный расход газа на выходе

*) Внутреннее сопротивление — сопротивление сквозному про­ току из входной линии в выходную для источников (усилителей) со сквозным цротоком (например, компрессоров и др.); выходное сопротивление — сопротивление протоку из выходной линии в эле­ мент-нагрузку,