Файл: Морозов А.Х. Эксплуатация автоматических устройств мобильных сельскохозяйственных агрегатов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 20.06.2024

Просмотров: 112

Скачиваний: 0

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

и практически зависит не от результатов управления, а только от управляющих воздействий. Так, .например, при автоматическом управлении токарным станком, из­ готовляющим детали одного определенного образца, трудно организовать 'измерение деталей в 'процессе об­ точки, т. е. получение информации о результатах управ­ ления. Поэтому практически .невозможно управлять дви­ жением резца, учитывая только результаты управления. Однако можно задать положение резца в каждый оп­ ределенный момент времени и автоматически переме­ щать его по заранее заданной программе. Аналогично этому работает автомат механизма подъема рабочих органов зерновой сеялки. Как только на небольшое вре­ мя рычагом включения автомата отведем ролик от впади­ ны в диске автомата, сразу начнется выполнение програм­ мы действий определенной группы механизмов. В резуль­ тате этого поднимаются сошники и отключаются выее-; вающие аппараты. После поворота диска автомата вместе с ячеистым диском на определенный угол ролик попадает во впадину и автоматическое устройство пе­ рестает действовать. Можно отсоединить сошники от квадратного вала механизма подъема, и они не будут подниматься, можно снять цепи передачи к высевающим аппаратам, и они не будут вращаться, а автоматическое устройство будет выполнять свою программу независи­ мо от результатов управления.

Здесь система уже разомкнута и управление осуще­ ствляется по заранее заданной жесткой программе.

К р а з о м к н у т ы м системам относятся и системы автоматической блокировки, сигнализации и учета. Для них характерно отсутствие передачи инфорации о ре­ зультатах управления. В них также как бы заложена только одна программа действий при возникновении вполне определенных ситуаций.

Различают понятия: автоматическое управление и автоматическое регулирование.

Перед системами а в т о м а т и ч е с к о г о у п р а в л е ­ н и я ставят более сложные задачи: нахождение и обес­ печение экстремального значения показателя эффектив­ ности управления. Автоматическое регулирование мож­ но рассматривать как частный случай автоматического управления, когда указанное выше экстремальное зна­ чение показателя задается заранее (предполагается из­ вестным).

8

Автоматическое устройство,

регулирующее

значение

какой-либо физической величины, называется

р е г у л я ­

т о р о м .

Автоматическая система, состоящая

из

регули­

руемого

объекта и регулятора, называется

с и с т е м о й

а в т о м а т и ч е с к о г о р е г у л и р о в а н и я

(САР).

 

Функциональные

схемы

 

 

На основании изложенного можно представить об­ щую схему замкнутой системы автоматического регу­ лирования (рис. 1). Эта система состоит из перечислен­ ных азыше элементов, соединенных определенным обра­

зом и

выполняющих

какие-то функции. На

систему в

различных ее

точках

приложены внешние

воздействия.

Виды

самих

внешних

воздействий разнообразны. Так,

на трактор действуют поворачивающие и стабилизиру­ ющие моменты сил сопротивления от рабочих машин и

сил сцепления

с

почвой.

 

 

 

 

В схеме разомкнутой системы программного управ­

ления

(рис. 2)

внешнее воздействие представляет

ообой

толчок,

импульс,

включающий в

действие

программный

механизм. Таким

импульсом

в

рассмотренном

выше

примере автомата

механизма

подъема сошников

сеялки

является вывод ролика 'включения

из впадины диска ав­

томата.

 

 

 

 

 

 

Для

изучения

автоматической

системы

необходимо

ознакомиться с ее принципиальной схемой. Рассмотрим принципиальную схему автоматического регулирования уровня жидкости Н (рис. 3) в баке / при внешнем воз­ действии— изменении расхода жидкости. Регулируемой величиной является уровень жидкости, объектом регули­ рования — бак. При изменении уровня жидкости поп­ лавок 2 через рычаг 3 переставляет клапан 4, который изменяет подачу жидкости в бак так, чтобы регулиру­ емый уровень соответствовал заданному значению.

На рисунке 4 показана схема этой же системы авто­ матического регулирования с разбивкой на элементы, выполняющие те или иные функции. Такие схемы авто­ матических систем с разбивкой на функцональяые эле­

менты и называю / ф у н к ц и о н а л ь н ы м и

с х е м а м и

САР. Они позволяют более ясно представить

последо­

вательную передачу сигнала в системе, разбить саму систему на функциональные блоки.

9



 

, Внешние воздействия

 

 

 

 

Источники

 

 

 

 

 

информации

 

 

 

 

Внешние

о

задачах

 

 

 

 

управления

Подвод энергии

 

воздействия

 

i

 

 

 

 

I

Устройства

 

 

Исполни -

 

для обработ­

Усилители

 

тельные

 

Объект

 

 

управления

ки

информа­

 

 

устройство

ции

 

 

 

 

 

 

 

Источники информации

 

 

 

 

о результатах управ­

 

 

 

 

ления

 

 

 

 

Рнс.

Общая функциональная

схема

замкнутой систе­

 

мы автоматического

 

регулирования.

 

Внешние

 

 

 

 

 

 

воздействия

I Подбод энергии

 

 

материальный

Усилитель

Исполни­

 

Объект

носитель

тельный

 

 

 

управления

программы

 

механизм

 

 

 

 

Рис. 2. Общая функциональная схема разомкнутой систе­ мы автоматического управления.

жидкости

Рнс. 3. Принципиальная схема автоматического регулиро­ вания уровня жидкости:

/ — бак;

2 — поплавок; 3 — рычаг; 4 — клапан.

Уровень цстанобки

Внешнее воздействие

поплавка (задатчик)

(расход

жидкости) .

Поплабок

Клапан

(испол­

 

Уровень(ре­

бак (объект

гулируемая

(датчик)

нительный

регулирования^

Величина)

механизм)

 

 

 

Разница уровней

Величина открытия

(ошибка регулирования)

(регулирующее воздействие)

 

Линия

обратной связи

 

Рис. 4. Функциональная

схема САР уровня

жидкости.


Объектом регулирования в данном случае является бак, а регулируемой величиной—уровень жидкости в баке. Эта регулируемая величина зависит от внешнего воздействия (расхода жидкости) и от регулирующего воздействия—величины открытия .клапана 4 (ом. рис. 3), определяющей приток жидкости. Регулируемую ве­ личину измеряют ее датчиком (положением поплавка 2). Изменяя заранее длину вертикальной тяни, соединяющей поплавок с горизонтальным рычагом 3, можно задать различный уровень жидкости в баке /. Такое устройст­ во, позволяющее изменять заданное значение регулиру­ емой величины, называют задающим устройством, ор­ ганом настройки. Если же эта настройка может изме­

няться

в

любой момент, то это изменяющееся воздей­

ствие

на

систему называют

у п р а в л я ю щ и м

в о з ­

д е й с т в и е м .

 

 

 

 

 

На рисунке 4 кружком со знаком минус

обозначен

элемент сравнения. В этом случае сравнивают

заданное

значение

уровня жидкости (положение поплавка

при

полностью закрытом

клапане)

с

фактическим

значени­

ем в данный момент. Знак минус в кружке

указывает

на то, что этот элемент сравнения выдает сигнал в

за­

висимости

от разницы

значений

положения

поплавка

(сигналы вычитают). Если результат этого вычитания равен нулю, то задача регулирования выполняется пол­ ностью, без ошибки. Чем больше будет разница уровней, тем больше будет ошибка регулирования, тем более энергично должен действовать исполнительный меха­ низм. Клапан будет больше открывать проход для жид­ кости, поступающей в бак.

В данном случае в системе нет усилителя, так как подъемная сила поплавка оказывается достаточной для перестановки клапана.

Воздействие от одного элемента САР к другому пе­

редается

только

в

направлении,

показанном

стрелками.

Та • физическая

величина, которая

входит

в

какой-то

элемент,

называется в х о д н о й .

Входная

величина

пре­

образуется в этом

элементе (иногда

и в

другую

по

фи­

зической

природе

величину), получается

 

в ы х о д н а я

величина.

Следует

иметь в виду, что в системах

автома­

тического регулирования применяют элементы направ­ ленного действия. Если у элемента изменение входной величины влияет на изменение выходной, а изменение выходной величины при этом не влияет на изменение

И


 

 

9

 

 

 

Рис. 5.

Функциональная схема САР с

местной

обратной

 

 

связью:

 

 

 

/ —задатчнк; 2 и 4 — элементы

сравнения; 5, 5 н 6 — промежуточные

элемен­

ты; 7 — о б ъ е к т

регулирования;

S и 9 — элементы

преобразования в

цепях об­

ратной связи;

git) — управляющее воздействие;

е ( 0 — ошибка регулирования;

fit) — внешнее воздействие; yit) — регулируемая

величина.

 

входной, то такой элемент называют н а п р а в л е н н ы м или детектирующим. Например, при изменении положе­

ния клапана изменяется

величина

притока

жид­

кости, но изменение притока

не может

сразу же

изме­

нить положение клапана. Система будет обладать свой­

ствами направленности действия, если в

ее

структуре

есть хотя бы один детектирующий

элемент.

Системы,

не обладающие свойствами

направленности

действия,

не могут быть системами автоматического

регулирова­

ния.

 

 

 

 

На рисунке 5 показана в

общем

виде функциональ­

ная схема более сложной системы автоматического ре­ гулирования с местной обратной связью. В цепях обрат­

ных связей расположены элементы

преобразования 8 и

9. В этом случае обратная связь называется

г и б к о й

в

отличие от жесткой

обратной связи, когда на элементы

2 и 4 сравнения подается выходной

сигнал с объекта 7

регулирования и с промежуточного

элемента

6 без пре­

образования. Управляющее воздействие g (t),

регулиру­

емая величина y{t),

ошибка регулирования

и внеш­

нее воздействие f(t)

являются переменными во времени

величинами.

 

 

 

 

Классификация систем и автоматических устройств

Автоматические

системы можно подразделить

на

два основных класса.

 

 

 

1. Циклические

(или детерминированные)

автомати­

ческие системы, осуществляющие заданную им цель без всякой свободы выбора выходящей за пределы уста-

12