Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
§ 1.7. СИСТЕМЫ ПРЯМОГО И НЕПРЯМОГО РЕГУЛИРОВАНИЯБольшое разнообразие используемых в технике САР повлекло за собой разработку различных направлений для их классификации. Ранее было показано, что в зависимости от принципа действия все САР могут быть разбиты на три группы: системы, работающие по разомкнутому циклу, системы, работающие по замкнутому циклу, и комбинированные системы. Наиболее широко в настоящее время применяются САР, работающие по замкнутому циклу. Этим системам в дальнейшем и будет уделено основное внимание. В зависимости от наличия дополнительных источников энергии все замкнутые САР делятся на системы прямого и непрямого регулирования. Системами прямого регулирования называются системы, в которых регулирующий орган перемещается непосредственно чувствительным элементом системы. Дополнительные источники энергии в таких системах отсутствуют; вся энергия, необходимая для перемещения регулирующего органа, доставляется чувствительным элементом. Примерами систем прямого регулирования могут служить САР давления (см. рис. 1.8, а), скорости вращения (см. рис. 1.9, а) и напряжения (см. рис. 1.10, а). Несомненным достоинством систем прямого регулирования является их простота: промежуточные и исполнительный элементы (см. Рис. 1.7) в таких системах отсутствуют. В то же время точность работы систем прямого регулирования сравнительно невелика, а область их применения ограничивается объектами регулирования небольшой мощности, в которых для перемещения регулирующего органа не требуется значительных усилий. Объясняется это тем, что точность работы чувствительных элементов (как и вообще любых измерительных устройств) резко снижается, если с их выхода снимается сколько-нибудь значительная мощность. Системами непрямого регулирования называются системы, в состав которых входят устройства, позволяющие усилить сигнал ошибки по мощности. Такими устройствами являются либо специальные усилители (пневматические, гидравлические, электрические, электронные и др.), либо исполнительные элементы, либо те и другие вместе. Наличие усиления по мощности — основной отличительный признак систем непрямого регулирования. Сам эффект усиления сигнала по мощности достигается за счет специально вводимых в состав САР дополнительных источников энергии, питающих усилительные и исполнительные элементы системы. В результате сигнал ошибки лишь управляет передачей энергии от дополнительных источников энергии к регулирующему органу. Поэтому системы непрямого регулирования позволяют использовать высокоточные маломощные чувствительные элементы для управления работой объектов большой мощности. Понятно, что точность регулирования при этом резко возрастает. Несмотря на усложнение САР (по сравнению с системами прямого регулирования), выигрыш в точности получается настолько значительным, что большинство современных САР представляют собой системы непрямого регулирования.
Рис. 1.12. Системы непрямого регулирования скорости вращения выходного вала теплового двигателя (а) и напряжения электрического генератора постоянного тока (б) В качестве примера на рис. 1.12 показаны упрощенные схемы систем непрямого регулирования скорости вращения и напряжения. Принцип действия этих систем ничем не отличается от принципа действия соответствующих систем прямого регулирования (см. рис. 1.9, а и 1.10, а). Разница состоит лишь в том, что в системах, показанных на рис. 1.12, сигнал ошибки усиливается по мощности. Пример 1.9. В системе регулирования скорости (рис. 1.12, а) усилителем мощности является гидравлический двигатель с золотниковым управлением, состоящий из золотника I и силового гидроцилиндра II. Поршни золотникового устройства при помощи рычага А В связаны с выходным штоком центробежного измерителя скорости. Поршень гидроцилиндра при помощи рычага Система настраивается таким образом, чтобы в номинальном режиме работы, когда При возникновении в системе (по любым причинам) отличной от нуля ошибки х выходной шток центробежного измерителя скорости и связанные с ним поршни золотника смещаются относительно положения, показанного на рисунке. Перемещение поршней золотникового устройства приводит к поступлению рабочей жидкости в силовой гидроцилиндр и, следовательно, к перемещению поршня гидроцилиндра и связанной с ним регулирующей заслонки. При
в котором коэффициент пропорциональности
оказывается пропорциональным интегралу от сигнала ошибки по времеии. Благодаря наличию дополнительного источника энергии (насоса, подающего рабочую жидкость к гидроцилиндру) усилие и мощность, развиваемые на выходном штоке гидроцилиндра, могут быть весьма значительны. При этом вся энергия, необходимая для перемещения регулирующего органа, доставляется дополнительным источником энергии — насосом. Чувствительный элемент регулятора — центробежный измеритель скорости, перемещая поршни золотникового устройства, только управляет поступлением рабочей жидкости в полости гидроцилиндра. Так как мощность, необходимая для перемещения поршней золотника, весьма мала (по сравнению с мощностью, необходимой для перемещения регулирующей заслонки), то в системе непрямого регулирования может быть использован маломощный прецизионный центробежный измеритель скорости, позволяющий значительно увеличить точность измерения сигнала ошибки (а следовательно, и точность работы всей системы в целом). Пример 1. 10. В системе регулирования напряжения (рис. 1.12, б) усиление мощности обеспечивается усилителем У и двигателем с независимым возбуждением. Усилитель может быть электронным, полупроводниковым, магнитным, электромашинным и др. На вход усилителя подается напряжение и Вспомогательный потенциометр имеет отвод от средней точки. Система настраивается таким образом, что в номинальном режиме работы, когда
где В установившемся режиме скорость вращения электродвигателя с неза висимым возбуждением пропорциональна напряжению, приложенному к его якорю:
Здесь Объединив последние два уравнения и обозначив Таким образом, в системе, изображенной на рис. Применение непрямого регулирования напряжения позволяет значительно увеличить точность регулирования за счет использования прецизионного потенциометра ВП с очень малым моментом трения между его движком и обмоткой. Момент трения между движком и обмоткой реостата
|
1 |
Оглавление
|