Файл: Клюев, А. С. Автоматическое регулирование.pdf

dX

x Bhix= k(xBX-\-a) при - j f < О и х вых~ kxBX = ka-, .

= О ПРИ I kxBX — х вых I < ка.

(7-4)

В этом случае имеется неоднозначная зависимость выходной величины от входной, так как хпых= /(х пх, dxBX/dt).

Наличие люфта в большей или меньшей степени при­ суще всем механическим кинематическим передачам.

д) Люфт и ограничение

299

Нелинейный элемент с люфтом и ограничением можно получить, применив, например, в качестве привода вы­ ходного вала Рвых на рис. 7-4,6 чувствительный мембран­ ный элемент по рис. 7-2,6, сочленив их посредством пальца на штоке и вилки на выходном валу.

е) Релейные элементы

Элементы, в которых выходная величина может при­ нимать лишь конечное число значений при непрерывном изменении входной величины, называются р е л е й н ы м и.

Релейные элементы имеют следующие основные раз­ новидности, обладающие различными статическими ха­ рактеристиками.

Релейные элементы с зоной нечувствительности

При изменении входной величины от нуля до некото­ рого ее значения а> хйК> — а входная величина релейно­ го элемента равна нулю.

Рис. 7-5. Однозначный трехпозицнонный релейный эле­ мент (б) и его статические характеристики при наличии зоны нечувствительности (а) и отсутствии зоны нечувстви­ тельности с фиксированным нулевым положением (в).

При некотором абсолютном значении входной вели­ чины |хВх |= а выходная величина скачком принимает определенное абсолютное значение |xj,bIX|= ß , которое остается постоянным при дальнейшем изменении вход­ ной величины в том же направлении. При обратном из­ менении входной величины и достижении ею значения і-^вхI — и выходная величина скачком принимает нулевое значение. Характеристика такого звена представлена на

300

рис. 7-5,а. Аналитически она определяется как

Величина 2а называется зоной нечувствительности

элемента.

Примером релейного элемента с зоной нечувствитель­ ности может служить устройство на рис. 7-5,6.

За входную величину принят угол поворота ßBXдвиж­ ка 1, а за выходную величину — напряжение UВЫхПри повороте движка по часовой стрелке на угол ßBX< a на­ пряжение £Лшх= 0. При ßBx ^ a движок коснется медной шины 2 и выходное напряжение будет равно-напряжению батареи UBUX=~UÜ. При дальнейшем повороте движка по часовой стрелке значение UBblx=U0 остается постоян­ ным. При обратном вращении движка при —a < ß BX< a получим UBbix ~ 0. При ßBxs^—а движок касается медной шины 3 и напряжение f!/BbIX= —UQ.

Релейные элементы без зоны нечувствительности

Если величина зоны нечувствительности устройства, приведенного на рис. 7-5, будет очень мала и практиче­ ски ее можно считать равной нулю, то получим идеали­ зированную релейную характеристику, приведенную на рис. 7-5,в. Аналитически она определяется зависимостями

эсВых= — В при л:вх< 0. J

В этом случае получаем релейный элемент без зоны нечувствительности с нейтральным нулевым положени-

Рис. 7-6. Однозначный двухпозиционный релейный элемент без зоны нечувствительности и его статическая характе­ ристика.

301

ем. Если при этом релейный элемент не имеет нейтраль­ ного нулевого положения, а при переходе хвх через нуль величина хпых скачкообразно изменяется от В до —В или наоборот, получим релейную характеристику, приведен­ ную на рис. 7-6,а, которая определяется зависимостями

веденной на рис. 7-6,6.

За входную величину принято расстояние А/ых от свободной по­ верхности столбика ртути в ртутном термометре с электроконтакта­ ми ТРК до верхнего контакта, пропорциональное изменению темпе­

Неоднозначные релейные элементы без зоны нечувствительности

Неоднозначный релейный элемент без зоны нечувст­ вительности имеет характеристику, представленную на рис. 7-7,а. Она определяется зависимостями

-*вых= В при х вх^Ь-

х ѢЫХ— — В при л'вх < — Ь\

Величина 2Ь определяет величину зоны неоднозначно­ сти релейного элемента. При Ь — 0 получаем характери­ стику по рис. 7-6,а. Таким образом, характеристика, представленная на рис. 7-6,а, является идеализированной характеристикой по рис. 7-7,а.

* Примером неоднозначного релейного элемента беззоны нечув­ ствительности может служить схема, изображенная па рис. 7-7,6.

Входной величиной Д/гох является положение свободной поверх­ ности столбика ртути в ртутном термометре ТРК с электроконтакта­ ми относительно некоторого начального его положения, соответствую ­ щего заданному значению температуры в объекте, а выходной вели­ чиной— напряжение UBhtx. При заданном значении температуры свободная поверхность столбика ртути находится в среднем полож е­ нии м еж ду контактами 1 и 2. При этом Л /іох = 0 .

302

Если столбик ртути находится ниже контакта 3 и А!гвх< — ДЛоз, то напряжение 7УПи = — С/0, так как при этом размыкающий контакт реле Р1 замкнут. При повышении температуры и замыкании контак­

тов 2—3 ртутным столбиком срабатывает реле Р 2, замыкая свой замыкающий контакт Р 2.

При дальнейшем повышении температуры замыкаются контакты

б)

Рис. 7-8. Неоднозначный релейный элемент с зоной нечувстви­ тельности и его статическая характеристика.

303