17.Что такое исполнительные механизмы систем, для чего они необходимы.

"Основы теории управления", стр. 77-78.

Исполнительными устройствами называются устройства, приводящие в результате отработки управляющего сигнала в движение непосредственно регулирующий орган. Чаще всего это устройства, преобразующие электрический сигнал в движение. К таковым принадлежит большое количество элементов автоматики, но наиболее часто применяются электродвигатели, электромагнитные муфты.

В зависимости от вида энергии, используемой для питанияЮ исполнительные устройства делятся на электрические, гидравлические и пневматические.

Электродвигатели постоянного тока применяются со всеми видами возбуждения. Однако следует иметь в виду, что при независимом и параллельном возбуждении двигатели не могут обеспечивать больших пусковых моментов, но при изменении нагрузки обеспечивают высокое постоянство скорости. Их чаще всего применяют в качестве исполнительных механизмов систем автоматического управления радиолокационных устройств механизмов аэрофотоаппаратов.

Электродвигатели последовательного возбуждения применяют САУ там, где требуется создать большой пусковой момент, изменение скорости вращения с ростом нагрузки не оказывает отрицательного влияния на качество работы регулируемого звена. Применение таких двигателей имеет большой смысл, когда единственным источником питания служит аккумуляторная батарея.

Электродвигатели смешанного возбуждения соединяют все преимущества обоих типов вышеуказанных двигателей. Они имеют большой пусковой момент и относительно жесткую механическую характеристику, а также хорошо себя ведут при работе на холостом ходу, что нельзя сказать о двигателях с последовательным возбуждением.

Диапазон мощности САУ, в котором находят применение двигатели постоянного тока, лежит в пределах от 0,1 до 5 кВт. В приборных САУ чаще всего применяют в качестве исполнительного механизма двухфазные асинхронные электродвигатели, имеющие малый момент инерции трения, не имеющие контактов, однако существенным недостатком их является большой относительный вес в малый КПД, что с лихвой окупается простотой конструкции надёжностью.

Незаменимыми исполнительными устройствами являются шаговые двигатели в тех случаях, когда требуется лишь повтор на строго определённый угол. Шаговые двигатели существуют в двух вариантах: электромеханические и электромагнитные. Они обеспечивают частоту поворота до 200 Гц, но работают на небольшую нагрузку.

Рассмотрим особенности применения электродвигателей как элементов систем автоматического регулирования и управления.

18. Назначение регуляторов и предъявляемые к ним требования.

"Основы теории управления", стр. 87-88.

Регуляторы – это устройства, воздействующие на объект регулирования для поддержания заданного значения регулируемой величины или изменения её по заданному закону.

Регуляторы разделяются по виду сигнала: электрический, пневматические, гидравлические.

Регуляторы предназначены для обеспечения требуемого режима работы объекта при наличии возмущающего воздействия, поэтому к ним предъявляются следующие требования:

1. Возможность подключения к преобразователю с определённым видом сигнала: стандартизованным, нормализованным, иснормализованным.

2. Заданная точность воспроизведения установленного закона регулирования, возможность изменения закона регулирования.

3. Надёжность функционирования, так как выход из строя регулятора нарушает протекание регулируемого процесса.

В зависимости от источника энергии, используемой для изменения положения регулирующего органа, регуляторы бывают прямого и непрямого действия. В регуляторах прямого действия энергия, необходимая для воздействия на регулирующий орган поступает от измерительного преобразователя. В регуляторах непрямого действия для перемещения регулирующего органа используются дополнительные источники энергии, управляемые энергией чувствительного элемента.

Наибольшее распространение получили регуляторы реализующие линейный закон регулирования:

где y – воздействие регулятора на регулирующий орган; x – отклонение регулируемой величины от заданного значения; a0, a1, a2 коэффициент пропорциональности, определяемые параметры регулятора.

В (2.17) три составляющих – пропорциональная, которая называется П-составляющая; интегральная И-составляющая; дифференциальная Д-составляющая. В целом закон (2.17) называется ПИД-законом регулирования. Отдельные регуляторы реализуют отдельные законы: П; И; Д; ПИ; ПД и т.д.

Электрические регуляторы распространены в системах регулирования многих технологических процессов. Это объясняется тем, что с помощью электрических методов легко можно измерить различные физические величины: температуру, влажность, состав газов, перемещения и т.д.