3. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ И ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ КОРРЕКТИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
В системах автоматического регулирования в качестве элементов гибких обратных связей применяют гидравлические и пневматические устройства.
Простейшим гидравлическим корректирующим устройством может служить изодром (катаракт). Его схема показана на рис. VIII.18, а. Перемещение штока 1 и поршня 3 является входной величиной 
а перемещение цилиндра 2 — выходной величиной 
При перемещении поршня масло начинает перетекать через трубку 6 и калибровочное отверстие 7. Перемещение цилиндра с помощью рычага 5 передается выходному устройству исполнительного механизма. Пружина 4 изодрома сжимается за счет разности пути перемещения цилиндра и поршня. Сила сжатия пружины определяется по формуле
где 
— коэффициент жесткости пружины.
Рис. VIII. 18. Гидравлические и пневматические корректирующие устройства: а — изодромного типа; б — с золотником, изодромом и серводвигателем; 1 — золотник; 2 — изодром; 3 — дроссель; 4 — серводвигатель; 5 — рычаг; в — пассивное гидравлическбё корректирующее устройство; 1 — дроссель; 2 — емкость; 3 — сильфон с пружиной; 4 — сильфон с мембраной; 5 — планка обратной связи; г — пассивное пневматическое корректирующее устройство; 1 — сильфон; 2 — пружина; 3 — емкость; 4 — пневмопривод с дросселем
Результирующее перемещение
Сила трения поршня определяется следующей зависимостью:
где 
— коэффициент жидкостного трения.
Сила трения уравновешивается силой сжатия пружины, т. е.
Подставив в полученное соотношение выражения (VIII.52) и (VIII.54), найдем
Определим перемещение
и подставим его в уравнение (VIII.56); тогда получим
откуда после несложных преобразований найдем
В полученное выражение введем следующие обозначения:
с учетом которых (VIII.59) сможем записать так:
Уравнение (VIII.60) показывает, что изодром является интегродифференцирующим элементом (дифференцирующим входной сигнал на низких частотах и интегрирующим — на высоких частотах).
Возможны и другие схемы гидравлических корректирующих устройств (рис. VII 1.18, б). Расходы масла в цилиндре 2 изодрома запишем в виде
а в поршне 3
где 
— коэффициент пропорциональности; 
— жесткость пружины изодрома; 
— площадь поршня изодрома.
Сумма расходов масла
Расход масла
Уравнение серводвигателя запишем в виде
здесь 
— площадь поршня серводвигателя.
Из полученных выражений (VIII.61) — (VIII.65) найдем дифференциальное уравнение рассматриваемого гидравлического корректирующего устройства
Это уравнение при 
приведет к соотношению (VIII.60).
Возможны схемы и пассивных гидравлических корректирующих устройств. Одна из схем с сильфоном и дросселем показана на рис. VIII. 18, в. Дифференциальное уравнение, описывающее переходный процесс в этом устройстве, совершенно аналогично выражению (VIII.60).
Существуют и интегродифференцирующие гидравлические корректирующие устройства, имеющие дифференциальные уравнения вида
Корректирующие пневматические элементы в значительной степени схожи с гидравлическими. Наибольшее распространение получили пневматические корректирующие устройства с использованием принципа дросселирования сжатого газа. Одна из возможных схем дифференциатора изображена на рис. VIII.18, г. Дифференциальное уравнение, описывающее переходный процесс в подобном устройстве, имеет вид
В состав пневматических корректирующих устройств входят струйные трубки (см. гл. V) или дроссельные устройства и пневмоцилиндры. Дифференциальные уравнения для устройств подобного рода имеют высокий порядок и здесь не рассматриваются [27].
