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
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