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: 111
Скачиваний: 0
новленной для них жесткой 'программы. Наиболее прос
той пример циклического автомата |
одноразового |
дейст |
в и я — автомат подъема сеялки, а |
многоразового |
дейст |
вия—"двигатель внутреннего сгорания. В последнем случае многократно повторяется один и тот же рабочий цикл двигателя.
2. Ациклические (или информационные) автомати ческие системы, т. е. системы, 'Осуществляющие задан ную им цель с большей или меньшей свободой выбора, определяемой происходящими в них информационными процессами. 'К ним относятся рассмотренная выше сис тема автоматического регулирования уровня жидкости, система автоматического регулирования угловой скорос ти вала дизеля, предохранительный клапан гидравли ческой системы и др.
Системы управления мопут включать в 'качестве своего элемента человека (оператора), который управ ляет при помощи различных автоматических устройств, исполняющих отдельные операции. Такие системы управ
ления |
называются |
а в т о м а т и з и р о в а н н ы м и . |
Ра |
|
бота |
тракториста |
приближена к |
работе оператора |
ав |
томатизированной |
системы. При |
управлении трактором |
он попользует такие автоматические (устройства, как гидроусилитель рулевого управления, регулятор числа оборотов, гидравлическое дистанционное управление рабочими машинами или переключением передач, при
боры автоматической |
сигнализации |
и контроля |
и т. д. |
||
В ближайшее |
время рабочее место |
тракториста |
будет |
||
оснащено различными |
автоматическими устройствами, |
||||
облегчающими |
сложный процесс |
управления |
работой |
||
машинно-тракторного |
агрегата. |
|
|
|
|
Рассмотрим |
классификацию |
замкнутых ацикличе |
ских систем. Они 'бывают самонастраивающимися |
и не- |
сашш встраивающимися. Самонастраивающиеся |
'Систе |
мы автоматического управления являются высшей сту
пенью |
развития, |
и пока |
на сельскохозяйственных |
||||||
агрегатах |
их не применяют. |
Сущность |
ее |
в том, что |
|||||
система |
автоматически |
настраивает |
свою |
программу, |
|||||
т. е. может |
легко |
приспосабливаться |
к |
изменяющимся |
|||||
условиям |
работы. |
|
|
|
|
|
|
||
По |
виду |
задающей |
программы |
|
несамонастраи- |
вающиеся |
системы делятся на стабилизирующие (по |
||
стоянного |
параметра), |
следящие и программые. |
Наи |
более распространены |
' с т а б и л и з и р у ю щ и е |
еисте- |
13
мы автоматического регулирования. Эти системы стремятся стабилизировать, поддерживать на постоян
ном уровне регулируемую величину. Примерами |
таких |
|||
систем ичогут быть: САР угловой |
скорости |
вала |
дизеля, |
|
САР температуры охлаждающей |
жидкости |
двигателя. |
||
В этом случае управляющее воздействие |
g(t) |
(рис. 5) |
остается 'постоянным какое-то длительное время. Так, например, тракторист воздействует на САР угловой скорости шала дизеля рычагам управления регулятором сравнительно не часто, а воздействие на САР темпера туры охлаждающей жидкости наблюдается совсем редко.
С л е д |
я щ и е системы |
изменяют регулируемую |
ве |
личину в |
соответствии с |
непрерывным изменением |
уп |
равляющего воздействия, т. е. система стремится полу чить равенство y(t)=g{t). Наиболее простым и известным примером следящей системы является гид роусилитель рулевого управления. Здесь управляющее
воздействие — поворот рулевого |
колеса. Система следит |
||
за положением рулевого колеса |
и всегда стремится по |
||
ставить |
регулируемую величину |
(.положение |
направ |
ляющих |
колес) в соответствие |
с положением |
рулевого |
колеса. |
Следящей системой является7 и система |
автома |
тического направления движения свеклоуборочного ком байна но рядкам сахарной свеклы.
Системы |
автоматического |
п р о г р а м м н о г о |
регу |
||||
лирования |
не только |
могут |
выдерживать |
одно наперед |
|||
заданное постоянное |
значение |
какого-либо |
параметра, |
||||
но в процессе работы должны |
изменять |
его |
по |
опреде |
|||
ленному закону; в качестве |
примера приведем |
автома |
тическое управление дополнительным освещением в птичнике. Программа включения и выключения осве щения заложена в программном часовом механизме и рассчитана на дополнительное искусственное освещение с 6 до 21 ч. Естественное освещение солнечными лу чами имеет разную продолжительность. Чтобы не рас ходовать электроэнергию три достаточной естествен ной освещенности, само включение и выключение ис
кусственного |
освещения проводится при |
помощи фото |
|
элемента, измеряющего |
естественную |
освещенность. |
|
Кроме того, |
искусственное |
оовещение |
включается и |
выключается постепенно, создавая иллюзию рассвета и
наступления сумерек. В данном случае |
g(t) |
меняется |
|
по заранее определенному закону, |
а |
на |
задатчнк 1 |
действует сигнал от дополнительного |
датчика. |
14
Системы |
автоматического регулирования отличают |
ся подводом |
к элементу сравнения различных воздей |
ствий. Наиболее распространен |
принцип регулирования |
|
с подводом воздействия по |
регулируемой |
величине. |
Этот принцип был попользован еще И. И. |
Ползуновым |
и Д . Уаттом при создании первых автоматических ре гуляторов, поэтому и принцип регулирования по откло нению регулируемой величины y(t) от заданного значе ния g(t) получил название принципа Ползунова—Уатта. Второй принцип регулирования с подводом к элементу сравнения внешнего воздействия зародился также при автоматизации управления тепловыми двигателями. Так, в 1830 г. Понселе предложил регулировать коли
чество |
.пара, |
подаваемого |
в |
машину, |
пропорционально |
|||||
нагрузке. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Наибольший эффект может быть получен при под |
||||||||||
воде к |
элементу |
сравнения |
одновременно |
двук |
воздей |
|||||
ствий |
y(t) |
и |
f{t). |
Более |
подробно этот |
принцип регу |
||||
лирования |
рассмотрен |
в |
главе 2. |
|
|
|
||||
По |
числу |
контуров |
регулирования |
системы |
делятся |
на одноконтурные и многоконтурные. Примером двухконтурной системы является регулирование температуры и влажности воздуха в инкубаторе. Если температура воздуха ниже нормы, то увлажнитель воздуха не должен
включаться, |
так как это вызовет дальнейшее снижение |
температуры |
воздуха. |
По виду |
вспомогательной энергии системы бывают |
прямого и непрямого действия с усилителями. Усилители могут быть электрическими, гидравлическими, пневмати ческими и комбинированными. На сельскохозяйственных машинах чаще всего применяют гидравлические усили тели в связи с оснащением тракторов гидроприводом. В системах управления тормозами применяют и пневма тические усилители (тракторы К-700, Т-150К). Электри ческие усилители используют только в электрических цепях (тяговое реле электростартера, триоды в системе электронного зажигания автомобильных двигателей и др.). Примером комбинированного усилителя может быть золотниковый распределитель раздельно-агрегатной гидросистемы с электромагнитным управлением.
Регуляторы прямого действия просты по устройству, надежны и экономичны. Но они менее чувствительны и ограничены значениями выходных сигналов ' (усилиями, моментами, токами).
15
|
Рис. |
6. Зависимость |
регулируемой |
величины |
(у) |
||
|
от |
внешнего |
воздействия (/) |
для системы: |
|
||
|
|
а — статической; б — астатической. |
|
||||
Регуляторы непрямого |
действия |
позоляют |
получить |
||||
в регулирующей системе |
требуемый |
(часто очень боль |
|||||
шой) |
коэффициент |
усиления. |
|
1 |
|
||
Йо |
характеру регулирования |
во |
времени |
системы |
могут быть непрерывными и прерывистыми. Если сиг нал в системе циркулирует непрерывно (САР уровня жидкости), то это система непрерывного действия. Если же в системе есть хоть один элемент прерывистого или дискретного действия, то и сигнал во всей системе бу дет циркулировать с перерывами во времени. По виду
элемента |
дискретного действия |
прерывистые |
системы |
|||||
бывают релейные и импульсные. Примером |
прерывистой |
|||||||
релейной |
системы |
является |
|
регулятор |
напряжения |
|||
в |
системе |
электрооборудования |
трактора. |
Здесь |
реле |
|||
то |
включает, то выключает |
сопротивление |
в |
цепи об |
||||
мотки возбуждения, |
а не изменяет плавно |
его |
значе |
|||||
ние, как это делает |
поплавок |
в |
САР уровня |
жидкости |
при открытии клапана. Все системы с цифровыми вычи слительными устройствами являются прерывистыми импульсными системами. Самый простой счетчик числа оборотов вала двигателя устроен так, что каждый счет
ный |
барабан поворачивается |
под действием |
импуль |
|||
сов |
после |
полного |
оборота |
барабана низшего раз |
||
ряда. |
|
|
|
|
|
|
i По |
свойствам в |
установившемся режиме |
системы |
|||
делятся |
на |
статические и астатические. |
|
16
При статическом 'регулировании, когда система .пе реходит от одного установившегося состояния к друго му, получают однозначную зависимость между значени ем отклонения регулируемой величины у (рис. 6, а) и значением внешнего воздействия / на объект, например, нагрузки.
При статическом |
регулировании |
величина |
регу |
|
лирующего воздействия |
(пусть это будет подача топли |
|||
ва в |
цилиндры дизеля) |
однозначно связана с отклоне |
||
нием |
регулируемой величины (угловой |
скорости |
вала) . |
Для создания требуемого регулирующего воздействия, компенсирующего влияние внешнего воздействия на объект регулирования (момент сопротивления я а (валу дизеля), необходимо достичь пропорционального откло нения регулируемой величины. Поэтому при статиче ском регулировании для разных нагрузок f{t) равнове сие системы получают при различных значениях регу лируемой величины. При изменении нагрузки от нуля до fmax регулируемая величина изменяется от г/Шах до г/min или в пределах Ау.
При астатическом регулировании (рис. 6, б) равно весие системы наступает всегда при одном и том же заданном значении регулируемой величины.
При решении однотипных задач астатические регу ляторы (более точно поддерживают заданное значение регулируемой величины, но устроены более сложно по сравнению со статическими. Точность в установившемся режиме для статических регуляторов оценивают с т а -
ти з м о м р е г у л и р о в а н и я :
</mai— (/mln
0 = |
• |
(1) |
|
I/max |
4 '• |
Следует иметь в виду, что при установившемся сос тоянии в статической замкнутой системе наблюдают следующую зависимость:
где к — коэффициент |
усиления |
разомкнутой |
системы. |
||
Повышение точности в установившемся режиме для |
|||||
статических систем |
может быть достигнуто |
увеличени |
|||
ем коэффициента |
к. |
'• |
|
|
|
Чтобы закончить |
классификацию сисхам,_ав.тожати- |
||||
чеокого регулирования, укажем, |
что они бывают . в |
зази- |
|||
2. А. X. Морозов |
|
|
J Н ^ ' 1 : , : . ' |
^7 |
«г! И Т А Л ы ; о го ;