3. Структурная схема сау с контуром привода

Привод имеет обратные связи и является замкнутой системой в контуре САУ. В простейшем виде для случая линейной САУ контуры привода и САУ представлены на рис. 4.6.

Рис. 4.6

САУ помимо контура привода представлена передаточными функциями блока управляющего устройства - и объекта регулирования - , на который действует комплекс возмущающих воздействий . Параметром управления в системе является , а управляющим воздействием .

Контур привода (в упрощенным виде) представлен усилительным блоком - , двигателем - и внешней обратной связью - . Обычно усилительный блок включает в себя усилитель мощности и управляющее устройство.

Управляющий входной сигнал привода ( или ) подается от управляющего блока. Он сравнивается с сигналом от обратной связи ( или ), причем, на выходе сравнивающего устройства  или  .Выходным параметром привода является угол поворота вала () или ход штока ( ). Управляющий сигнал двигателя (обычно ток ) имеет малую величину и требует преобразования и большого усиления. С учетом сказанного, под двигателем следует подразумевать любой силовой механизм электрического, пневматического или гидравлического типа с элементами усиления, распределения мощности и передачи ее на объект управления, выполненной как единая конструкция.

4. Некоторые типы и принципиальные схемы двигателей

   По типу основного усилителя мощности двигателя и принципиальной схеме его построения различают: электромеханические, электромашинные, гидравлические, пневматические, электрические с муфтами, шаговые, электромагнитные /17/.

Принципиальные кинематические схемы простейших электромеханических двигателей показаны на рис. 4.7.

Рис. 4.7

В этих схемах может использоваться ЭД постоянного тока, управляемый с помощью усилителей, реле или импульсного преобразователя. Кроме того, могут использоваться двух – или трехфазные асинхронные ЭД переменного тока.

На принципиальных схемах рис. 4.7 обозначены: М,Н – механизм соединения редуктора с нагрузкой (муфта) и нагрузка; КУ – коммутационное устройство для коммутации цепей и контроля положения вала, включающее потенциометры и тахогенераторы для обеспечения электрической обратной связи (ПОС,ТГ); ПМ – предохранительная муфта для исключения режима короткого замыкания. Муфта проскальзывает, если нагрузка превысит допустимую.

Дроссельная гидравлическая (пневматическая) машина с золотником представлена на рис. 4.8.

а) б)

Рис. 4.8.

Эта машина требует внешнего источника рабочей жидкости (газа) высокого давления (бака, аккумулятора и т.д.). Золотник машины (рис. 4.8,а) управляется с помощью ЭМП (устройство, преобразующее пропорционально входной электрический сигнал в механический – усилие, перемещение). Машина может обеспечивать линейность скоростной характеристики, ее же силовая (моментная) характеристика близка к релейной. При любом малом перемещении золотника движущая статическая сила на штоке:

, (4.1)

где - эффективная площадь поршня;

- давление внешнего источника рабочей жидкости или газа (аккумулятора);

- давление на сливе.

Силовой цилиндр машины обладает свойством интегрирующего звена, причем, жесткая отрицательная обратная связь по позиционной нагрузке здесь оказывается неэффективной: она приводит лишь к уменьшению скорости движения поршня.

На рис. 4.8,б представлена схема машины, в которой реализуется механическая отрицательная обратная связь. В машине эта связь единичная, то есть при перемещении золотника на величину ( ) поршень переместится на ту же величину, что и золотник: .

Пневматический вариант машины, изображенной на рис. 4.8, использует в качестве рабочего тела сжатый воздух ( H/м²) или горячий газ высокого давления (H/м²).