
- •Г.Е. Левшин Управление техническими системами
- •Оглавление
- •1. Введение
- •1.1. Теория автоматического управления как теоретическая основа современных производственных процессов
- •1.2. Краткая история развития автоматического управления и его современное состояние
- •1.3. Структура технической кибернетики
- •1.4. Оценка системы автоматического управления (сау) информационными критериями
- •2. Основные понятия и определения автоматического управления
- •2.1. Объект автоматического управления и его
- •2.2. Понятие о статических характеристиках объекта управления
- •2.3. Понятие об устойчивом, неустойчивом и нейтральном объекте управления
- •3. Задачи автоматического управления и принципы
- •3.1. Задачи управления
- •3.2. Принципы регулирования
- •3.2.1. Принцип регулирования по отклонению управляемой величины
- •3.2.2. Принцип регулирования по возмущению
- •4. Системы автоматического регулирования
- •4.1. Общая структурная схема регулятора
- •4.2. Системы автоматического регулирования с замкнутой и разомкнутой цепью воздействия
- •4.3. Одноконтурные и многоконтурные системы. Одномерные и многомерные системы
- •4.4. Регуляторы прямого действия
- •4.5. Регуляторы непрямого действия
- •4.6. Регуляторы непрерывного и прерывистого (дискретного) действия
- •5. Стабилизирующие, программные, следящие и
- •5.4. Экстремальный регулятор, или самонастраивающаяся (адаптивная) система
- •6. Статическое и астатическое регулирования
- •7. Сводная классификация систем регулирования и управления
- •8. Режимы и характеристики работы сар и сау
- •8.1. Установившийся режим
- •8.2. Фактор устойчивости
- •8.3. Неустановившийся режим
- •8.4. Понятие о переходных процессах
- •9. Математическое описание сау
- •9.1. Понятие об элементах и звеньях сау
- •9.2. Основы математического описания сау
- •9.3. Передаточная функция элемента сау и его структурная схема
- •9.4. Временные характеристики динамических звеньев
- •9.5. Частотные характеристики динамических звеньев
- •9.6. Логарифмические частотные характеристики линейных звеньев
- •9.7. Типовые динамические звенья и их характеристики
- •9. 8. Структурные схемы сау и их преобразования
- •9.8.1. Понятие о структурной схеме сау
- •9.8.2. Преобразование структурных схем
- •9.9. Применение графов для отображения сау
- •9.10. Синтез корректирующих устройств
- •9.10.1. Назначение корректирующих устройств
- •9.10.2 Включение корректирующих звеньев
- •9.10.3 Корректирующие звенья последовательного типа (или последовательная коррекция)
- •9.10.4. Согласно-параллельные корректирующие звенья
- •9.10.5. Встречно-параллельные корректирующие звенья -обратные связи (ос)
- •9.11. Нелинейные модели непрерывно-дискретных систем управления (ндсу)
- •9.11.1. Типы ндсу
- •9.11.2. Основные логические функции в дискретных сау
- •9.11.3. Логические элементы и устройства.
- •10. Чувствительные (измерительные) элементы (датчики)
- •10.1. Основные факторы выбора типа датчика
- •10.2. Классификация датчиков
- •10.3. Датчики температуры низкотемпературные
- •1 Рис. 10.1. Термометры расширения: а – стержневой (дилатометрический); б – биметаллический; в – жидкостный 0.3.1. Термометры расширения
- •10.3.2. Манометрические термометры
- •10.3.3. Термометры сопротивления
- •10.4. Высокотемпературные датчики
- •10.4.1. Яркостные оптические пирометры
- •10.4.2. Радиационные пирометры
- •10.4.3. Цветовые пирометры
- •10.5. Датчики давления (разрежения) газов и жидкостей
- •10.5.1. Классификация датчиков
- •10.5.2. Жидкостные приборы
- •10.5.3. Пружинные датчики
- •10.5.4. Поршневые приборы
- •10.5.5. Комбинированные
- •10.5.6. Электрический датчик теплового вакуумметра
- •10.6. Датчики давления твердых тел
- •10.6.1. Пьезоэлектрические датчики
- •10.6.2. Тензометрические датчики (тензорезисторы)
- •10.6.3. Магнитоупругие датчики
- •10.7. Датчики расхода жидкости и газа
- •10.7.1. Тахометрические (скоростные) датчики
- •10.7.2. Объемные счётчики
- •10.7.7. Расходомеры переменного перепада давления
- •10.9. Датчики уровня
- •10.9.1. Фотоэлектрические датчики
- •10.9.2. Радиоактивные датчики
- •10.10. Датчики скорости вращения
- •10.10.1. Тахогенераторы постоянного тока
- •10.10.2. Тахогенераторы переменного тока
- •1 0.10.3. Механический датчик
- •10.11. Газоанализаторы
- •11. Усилительные элементы (усилители)
- •11.1. Механические усилители
- •11.2. Гидравлические и пневматические усилители
- •11.2.1. Гидроусилитель с золотниковым управлением
- •11.2.2. Усилитель с управлением от струйной трубки
- •11.2.3. Усилитель с управлением типа "сопло-заслонка"
- •11.3. Электрические усилители
- •11.3.1. Электромашинные усилители
- •11.3.2. Магнитный усилитель
- •11.3.3. Электронные, ионные и полупроводниковые (транзисторные) усилители
- •12. Исполнительные элементы
- •13. Регулирующие элементы
- •Приложения
- •Литература
- •Геннадий Егорович Левшин Управление техническими системами
- •656038, Г. Барнаул, пр-т Ленина, 46
11.2.2. Усилитель с управлением от струйной трубки
Из струйной трубки 3 жидкость (или воздух) выходит давлением, причём сила реакции струи направлена по оси трубки, и для поворота последней не требуется больших усилий (рис. 11.3). Если трубка расположена точно посредине между приёмными соплами 1 и 2, то в обеих полостях силового цилиндра устанавливается одинаковое давление и поршень 4 будет неподвижным. При малейшем отклонении трубки струя уже не будет перекрывать оба входных окна приёмных сопел и давление в полостях силового цилиндра станет различным, поршень начнёт перемещаться, создавая усиление по перемещению и усилию за счет энергии жидкости или газа.
11.2.3. Усилитель с управлением типа "сопло-заслонка"
При нейтральном положении заслонки 3 действующие на неё усилия со стороны жидкости, вытекающей из сопел 1 и 2, полностью уравновешены (рис. 11.2.3). При этом давления в обеих полостях силового цилиндра одинаковы и поршень 4 неподвижен. Перемещение заслонки в ту или иную сторону вызовет нарушение равенства давлений в полостях цилиндра и будет сопровождаться движением поршня. Причём на заслонку будет действовать только разность усилий со стороны сопел 1 и 2.
К
роме
перечисленных основных гидравлических
и пневматических усилителей применяются
различные их комбинации.
Рис. 11.4. Усилитель с управлением типа "сопло-заслонка"
11.3. Электрические усилители
Характеризуются: а – широким диапазоном выбора коэффициентов усиления; б – высокой чувствительностью; в – возможностью иметь конструкции без движущихся частей; г – универсальностью применения; д – независимостью от многих внешних условий (температуры, давления и т.п.).
11.3.1. Электромашинные усилители
Обычный генератор постоянного тока с независимым возбуждением является простейшим электромашинным усилителем (ЭМУ), поскольку мощность возбуждения составляет всего несколько процентов от выходной мощности машины (рис. 11.5, а, б). Усиление электрической мощности при этом происходит за счёт энергии, передаваемой в механической форме генератору Г через вал от первичного приводного двигателя Д.
Кроме этого, имеется две специальные конструкции ЭМУ:
1. ЭМУ с самовозбуждением, у которого добавлена дополнительная обмотка параллельного возбуждения (рис. 11.5, в);
2. ЭМУ с поперечным полем, у которого добавлена дополнительная пара щёток и используется поперечный поток реакции якоря для повышения коэффициента усиления (рис. 11.5, г).
ЭМУ
являются реверсивными элементами и
имеют коэффициент усиления
Р
а
б
с самовозбуждением (в) и с поперечным полем (г)
11.3.2. Магнитный усилитель
В магнитных усилителях в качестве
управляющего устройства используется
дроссель или система дросселей переменного
тока, индуктивность которого может
меняться в широких пределах за счёт
подмагничивания дросселя постоянным
током с напряжением
(рис. 11.6). В представленной схеме
имеются два магнитно не связанных между
собой дросселя, обмотки которых соединены
между собой так, как показано на (рис.
11.6). При изменении величины входного
напряжения
будет изменяться подмагничивающее
постоянное поле и магнитная проницаемость
ферромагнитного
сердечника дросселя, а следовательно,
и индуктивность дросселя
.
В результате будет меняться и падение
напряжения
на нагрузке
.
Этот усилитель имеет К до
.
Рис. 11.6. Магнитный усилитель