Раздел I

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ

АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

Глава 1

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМАХ

АВТОМАТИЧЕСКОГОРЕГУЛИРОВАНИЯ

1.1. Автоматизация и механизация

Судовые энергетические установки эксплуатируются в специфических условиях, в значительной степени отличающихся от береговых. Это объясняется действием качки в штормовых условиях, высокой температуры и влажного воздуха при плавании в тропических широтах, ограниченными габаритами судовых помещений и рядом других обстоятельств. Одновременно с этим к процессам управления и контроля предъявляются такие высокие требования, что человек в силу ограниченности своих физиологических возможностей не всегда в состоянии им удовлетворить, в результате чего эффективность эксплуатации установки, особенно в аварийных ситуациях, заметно снижается.

Для повышения эффективности эксплуатации энергетических установок применяют автоматизацию и механизацию производственных процессов, операций обслуживания и управления, т.е. создают устройства, заменяющие человека в сфере обслуживания управления и контроля производственного процесса.

Механизация производственного процесса заменяет мускульную силу человека силой машин. Автоматизация заменяет отдельные операции, связанные с умственной деятельностью человека, позволяя возложить на автоматические устройства функции управления и контроля. Автоматизация производственных процессов является высшей завершающей формой развития машинного производства.

Системы, в которых осуществляется автоматическое поддержание постоянного значения регулируемой величины или изменение ее по заданному закону при различных режимах работы, называются системами автоматического регулирования САР.

Автоматика — отрасль науки и техники, охватывающая совокупность технических средств и методов, обеспечивающих освобождение человека от непосредственного участия в производственном процессе в части, связанной с выполнением функций контроля и управления процессами.

Автоматическое устройство — устройство, осуществляющее управление и (или) контроль производственного процесса в зависимости от заданных условий и обеспечивающее освобождение человека от выполнения им этих функций.

Теоретической основой автоматизации является техническая кибернетика. Она рассматривает технические системы и изучает законы управления ими.

1.2. Элементы систем автоматического регулирования

Всякий автоматический регулятор состоит из отдельных элементов или узлов, предназначенных для выполнения определенных действий. Несмотря на многообразие конструктивных типов и принципов действия автоматических регуляторов, их элементы могут быть классифицированы и представлены по назначению в схемах систем автоматического регулирования (САР) в виде следующих звеньев.

3адающее устройство, служащее для задания желаемого значения регулируемой величины.

В качестве задающего устройства механических регуляторов применяются пружины, изменяя натяжение которых можно менять заданное значение регулируемой величины. В системах программного регулирования задающие устройства управляют системой в зависимости от введенной программы, изменяя которую можно задавать различные законы изменения регулируемой величины.

Приемное устройство (или чувствительный элемент), предназначающееся для измерения действительного значения регулируемой величины.

Устройство сравнения, предназначенное для сравнения измеряемого значения регулируемой величины с ее заданным значением.

Усилительное устройство, предназначенное для усиления слабого сигнала, поступающего из устройства сравнения, до величины, достаточной для приведения в действие исполнительного устройства регулятора.

Исполнительное устройство, служащее для перемещения регулирующего органа.

Корректирующее устройство, предназначенное для улучшения динамических характеристик САР.

В отдельных элементах регулятора могут применяться преобразующие устройства, предназначенные для трансформации различных физических величин в тот род сигнала, который принят в данной схеме регулятора.