ПРЕДИСЛОВИЕ
Одной из характерных черт научно-технической революции является дальнейшее совершенствование средств и систем комплексной автоматизации различных процессов. Разработка и проектирование современных технических средств автоматики — элементов и систем — базируется на достижениях в различных областях науки и техники, в том числе в области автоматического регулирования и управления.
Ранее вышедшие книги серии инженерных монографий, посвященных технической кибернетике, содержали полное изложение теории автоматического регулирования.
Предлагаемый вниманию читателя труд «Устройства и элементы систем автоматического регулирования и управления», в известной мере базирующийся на содержании работы, опубликованной ранее, состоит из трех книг. Труд содержит сведения о типовых устройствах и элементах систем управления и прежде всего автоматических регуляторов и следящих систем, рассматриваемых как функциональные звенья систем управления. Такого рода сведения необходимы для выбора и разработки типовых устройств автоматики на этапе проектирования системы управления.
В отличие от классификаций, принятых в других работах по устройствам и элементам автоматики, в основу классификации всех технических средств, входящих в состав автоматических управляющих систем, нами предлагается информационный принцип. Это позволяет более точно показать отличие, взаимную связь и особенности применения всего многообразия технических средств автоматики.
Данная книга является первой из трех книг, в которых в соответствии с информационным подходом рассматриваются следующие группы элементов и устройств автоматики: измерительные, преобразующие, усилительные, корректирующие и исполнительные.
Настоящая книга содержит два раздела: первый раздел посвящен измерительным устройствам, второй — преобразующим элементам и устройствам.
Во второй книге представлены усилительные и корректирующие устройства. Наконец, в третьей книге рассматриваются исполнительные устройства и сервомеханизмы.
Разнообразные технические средства автоматики — элементы и устройства — в данном труде рассматриваются не изолированно друг от друга, а как составные части САР или САУ, входящие в замкнутый контур. Поэтому сложные измерительные средства (радиолокационные, оптико-электронные, электроакустические и др.), которые ранее были классифицированы как системы, в данном труде называются устройствами.
При подборе и изложении материала существенное внимание уделено динамическим характеристикам устройств и их связи с конструктивными и физическими параметрами. Именно в таком подходе заинтересованы специалисты по регулированию и управлению, задача которых обычно состоит в выборе, расчете и конструировании типовых устройств. При этом составленная из них САР или САУ в целом должна удовлетворять заданным техническим требованиям.
Вопросы статики и статической точности, чувствительность, энергетические характеристики, реализация оптимальных частотных характеристик, унификация элементов и устройств также нашли отражение в соответствующих разделах данного труда.
Общие теоретические основы решения многих конкретных задач, связанных с выбором или проектированием типовых элементов и устройств, читатель может найти в предыдущих книгах серии инженерных монографий, а некоторые специальные сведения — в работах, приведенных в библиографии.
Применение основного принципа управления — принципа отрицательной обратной связи — рассматривается в труде с двух позиций.
Во-первых, при изложении физических особенностей функционирования элементов и устройств предполагается, что их математические модели имеют внутренние, или естественные, обратные связи. Такой подход используется в тех случаях, когда необходим глубокий анализ свойств и динамических особенностей различных устройств, например с учетом действия нагрузки.
Во-вторых, показано, что требуемые технические характеристики элементов и устройств часто достигаются посредством введения специальных звеньев отрицательной обратной связи, охватывающих соответствующие элементы.
Наряду с традиционными разделами, труд содержит главы, в которых рассматриваются новейшие и перспективные устройства
и элементы САР и САУ. Так, например, в настоящую книгу включен материал об устройствах для измерения параметров излучения; лазерных и электроакустических измерительных устройствах; струнных и прецизионных индукционных преобразующих элементах.
Во второй книге соответствующие главы посвящены тиристорным, магнитно-транзисторным, квантовым усилителям, а также нелинейным логическим и активным корректирующим элементам.
Третья книга содержит также ряд новых глав: исполнительные устройства с частотным и частотно-токовым управлением; приводы с шаговыми двигателями; пневматический привод с многоступенчатым термодинамическим процессом; магнитные исполнительные элементы; линейные сервомеханизмы; энергетический расчет и эквивалентность сервомеханизмов.
Труд подготовлен коллективом авторов, которые в большинстве своем имеют оригинальные работы по рассматриваемым вопросам. В книгах помещен также справочный материал в виде соответствующих таблиц, номограмм, расчетных схем и т. д.
В заключение считаю своим долгом от имени авторского коллектива выразить искреннюю благодарность доц. канд. техн. наук А. В. Яковлеву и инж. В. В. Фаронову за оказанную помощь в подготовке книги к изданию.
В. СОЛОДОВНИКОВ
