Файл: Фрер Ф. Введение в электронную технику регулирования.pdf

Примерами пропорциональных звеньев могут слу­ жить делитель напряжения, а также тахогенератор с по­ стоянным возбуждением. В последнем случае входной величиной является частота вращения, а выходной — напряжение тахогенератора.

13. ИНЕРЦИОННОЕ ЗВЕНО 1-го ПОРЯДКА

Инерционное звено 1-го порядка нередко называют про­ сто инерционностью; это свойство присуще всем объек­ там регулирования. Иногда по .соображениям., которые будут подробно рассмотрены далее, инерционность соз­ дается искусственно в самом регуляторе; такой, прием обычно называют сглаживанием.

У инерционного звена 1-го порядка выходная величи­ на не следует непосредственно за изменениями входной величины. В установившемся состоянии, отношение этих величин принимают равным- единице.

44 •

нейных звеньев оно постоянно и поэтому называется по­

Условное изображение звена для общего случая да­ но на рис. 21,6.

В качестве примера звена с подобными свойствами можно при­ вести генератор постоянного тока, вал которого приводится во вра­ щение с постоянной скоростью, а возбуждение изменяется в не­ больших пределах (рис. 22). При малых изменениях' напряжения

возбуждения UB машина ведет се­ бя, как. линейная система.

45

жимах генератора происходит по закону

14. ИНЕРЦИОННОЕ ЗВЕНО 2-го ПОРЯДКА

При анализе объектов регулирования обычно стремятся

Звено приходится считать инерционным звеном 2-го порядка тогда, когда свойства звена описываются диф­

значение такого звена отражает вид переходного процес­ са в нем (рис, 23);

Сказанное можно иллюстрировать следующим при­ мером. При условии, что маховой момент привода постоянного тока очень мал, а индуктивность обмотки

46

15. ЗВЕНО С ЗАПАЗДЫВАНИЕМ

Если изменение выходной величины полностью повторя­ ет изменение входной величины, но между ними имеется сдвиг во времени, то говорят о запаздывании выходной величины

(74)

Постоянная величина Т3 представляет собой время запаздывания. Явление запаздывания можно предста­ вить себе как результат прохождения сигнала по беско-

1 хВых /

Г

нечному числу последовательно соединенных инерцион­ ных звеньев 1-го порядка (рис. 24,а), когда сумма по­ стоянных времени отдельных звеньев без обратной связи равна Т3. Поэтому звено с запаздыванием можно счи­ тать звеном бесконечно высокого порядка, передаточная функция которого имеет вид:-

Условное обозначение звена приведено на рис. 24,6. Заметим, что при расчетах звено с запаздыванием

можно приближенно заменить инерционным звеном 1-го порядка, если время запаздывания достаточно мало. Это всегда можно сделать, если в одном канале со звеном с запаздыванием последовательно включено инерцион­ ное звено 1-го порядка с намного большей постоянной времени или интегрирующее звено (см. ниже).

47

Примером звена с запаздыванием может служить выпрямитель (рис. 24,б). Хотя, изменяя управляющее напряжение tVy„p (оно яв­

го анода, который должен вступить в действие следующим, может сформироваться только тогда, когда на этом аноде также дости­ гается новый угол зажигания. Следовательно, сигнал на изменение фазового угла зажигания может следовать за выходным напряжени­ ем Uпых только с некоторым запаздыванием.

16. ИНТЕГРИРУЮЩЕЕ ЗВЕНО

Винтегрирующем звене изменение выходной величины

Хвых пропорционально входной величине хвх. Если вход­ ная величина равна нулю, то выходная величина остает­ ся неизменной, но она может быть любой внутри некото­ рых пределов. Если входная величина мала,-то выходная

величина изменяется медленно, а если .входная вели­ чина велика, то выходная изменяется быстро. Конечно, это изменение может происходить только до некоторого предела (например, до насыщения).

Внутри таких границ управляемости звено описы­ вается уравнением •

(76)

о

Постоянная времени Tj называется временем инте­ грирования. Чем больше время интегрирования, тем меньше возрастает выходная величина за единицу вре­ мени.

Время интегрирования можно найти простым спосо­ бом, если входная и выходная величины однородны по своей физической природе. Если в момент т = 0 входная величина скачком изменяется от нулевого до некоторого конечного значения Хъх, то выходная величина возра­ стает, линейно со временем, й за время Г/ прирост вы­ ходной величины становится равным Хах (рис. 25,а). Поэтому переходная функция здесь описывается выра­ жением

48

а передаточная функция — выражением

Условное обозначение звена показано на рис. 25,6.

17. ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩЕЕ ЗВЕНО

Если выходная величина звена принимает значения, от­ личные от нуля, лишь тогда, когда входная величина претерпевает изменения, то говорят о дифференцирова­ нии входной величины. Это свойство описывается урав­ нением

в котором постоянную времени TD называют временем дифференцирования. Она. определяет степень чувстви-