14 Статика и динамика аср. Способы получения уравнений динамики, линейные системы. Линеаризация характеристик реальных элементов.

К статическим САУ относятся системы, у которых установившееся значение регулируемой величины зависит от величины возмущающего воздействия так, что отклонение от задания пропорционально величине возмущения. В такой системе всегда имеется, так называемая, статическая погрешность.

Пример. Статическая АСР уровня воды в баке (рис. 1.17). Обозначения на рисунке: 1-бак (регулируемый объект); 2-поплавок (измерительный элемент); 3-заслонка (регулирующий элемент); 4-задатчик; H-высота уровня воды (регулируемая величина); Q₁-приток воды в бак; Q₂-расход воды из бака.

Р исунок 1.17. Статическая АСР уровня воды в расходном баке

При постоянном расходе воды Q₂ в единицу времени как поплавок, так и заслонка 3 неподвижны. Расход воды Q₂ равен количеству поступающей воды Q₁. При увеличении расхода воды Q₂ уровень воды в баке понижается, поплавок 2 опускается и перемещает заслонку 3 вверх, увеличивая открытие допуска воды Q₁. Вследствие этого поступление воды Q₁ в единицу времени увеличивается, и уровень воды в баке повышается. Равновесие в системе наступает тогда, когда поступление воды Q₁ будет равно ее новому расходу. Следовательно, чем больше расход воды, тем больше должна быть приоткрыта заслонка 3 и тем ниже в состоянии равновесия будет находится поплавок 2. При уменьшении расхода воды заслонка 3 опускается, и поплавок 2 в состоянии равновесия будет находится выше, чем он находился до уменьшения расхода воды Q₂.

Таким образом, уровень воды б баке определяется величиной ее расхода Q₂.

Пояснение. В статических АСР каждому установившемуся режиму объекта регулирования (ОР) устанавливаются определенные (различные) значения регулируемой величины при сохранении настройки задания автоматического регулятора (АР). Т.о. в таких АСР равновесие системы для различных нагрузок наступает при различных значениях регулируемой величины, лежащих в заданных пределах.

15. Логометры, уравновешенные мосты: назначение, принцип действия.

Логометры предназначены для измерения температуры в комплекте с термопребразователями сопротивления. Рассмотрим принцип действия логометра.

Логометр имеет подвижную часть, состоящую из двух жестко скрепленных под небольшим углом рамок (обмоток), поворачивающихся на опорах (кернах) около вертикальной оси в неравномерном магнитном поле постоянного магнита. Действие прибора основано на измерении отношения сил токов, протекающих в двух параллельных электрических цепях, питаемых от источника постоянного тока, в каждую из которых включено по одной рамке. Показания логометра практически не зависят от колебаний напряжения источника питания, что является достоинством этого прибора. На рис. 3.1 показана схема логометра с термопреобразователем сопротивления R_T и источником питания Б. Между полюсными наконечниками постоянного магнита, имеющими овальную выточку, расположен стальной цилиндрический сердечник, образующий с ними переменный по ширине воздушный зазор, постоянно уменьшающий магнитную индукцию от середины наконечников к их краям. В зазорах перемещаются одинаковые скрещенные под углом 15-20° рамки R_Р1 и R_Р2 из тонкого изолированного провода, жестко скрепленные между собой и с указательной стрелкой прибора.

Измерительная схема логометра состоит из параллельных цепей I и II, питаемых от источника тока Б. В цепь I включены рамка R_Р1 и резистор R, в цепь II – рамка R_Р2, термопреобразователь сопротивления R_T и соединительная линия R_л. Через рамки логометра R_Р1 и R_Р2 протекают токи J₁и J₂, обратно пропорциональные сопротивлениям цепей I и II. Они образуют магнитные поля, взаимодействие которых с полем основного магнита создает вращающие моменты M₁ и М₂, действующие на рамки в противоположных направлениях.

Если сопротивления цепей I и II одинаковы, т. е.

R_Р1+R=R_Р2+R_T+R_л , (3.1)

то

J₁ = J₂ . (3.2)

Тогда при симметричном расположении рамок R_Р1 и R_Р2 относительно полюсных наконечников вращающие моменты М₁ и М₂будут равны. В этом положении при определенном значении R_Т подвижная часть логометра находится в состоянии равновесия и стрелка прибора устанавливается посредине шкалы.