т. е. к астатическому регулирова-Хо ЬШШШШШШШШЩ Регулировочная характеристика

идеального астатического регулиро-

zi, вания представляет собой прямую линию, параллельную оси нагрузки Рис. 1.6 (рис. 1.6). Вследствие неточности

регулятора регулируемая величина может принимать любое значение внутри некоторой зоны (на рисунке заштрихована), но ошибка при этом не будет зависеть от нагрузки. Для получения астатического регулирования в регуляторе нужно устранить жесткую зависимость между положением регулирующего органа и значением регулируемой величины, с тем чтобы одно и то же значение регулируемой величины можно было поддерживать при любой нагрузке. Для этого в цепь регулирования вводят астатическое звено. Примером астатического звена является интегрирующее звено,опи-

сываемое уравнением ы = ft j h.x dt или du/dt - k Ax.

Регулятор при этом будет находиться в равновесии только в том случае, когда du/dt = Ах = О, т. е. когда регулируемая величина будет равна заданному значению. Электрический двигатель является примером астатического звена. В схеме, изображенной на рис. 1.4, двигатель, перемещающий ползунок реостата возбуждения, - астатическое звено, а изображенная система есть система астатического регулирования.

Программное управление. При программном управлении алгоритм функционирования задан и можно построить специальное устройство - датчик программы, - вырабатывающее Хо (t). Таким образом, все схемы, показанные на рис. 1,2, в которых Хо (О есть заданная функция, а звенья / представляют собой датчики программы, вырабатывающие эту функцию, относятся к классу систем программного управления. Программное управление можно осуществить по-любому из фундаментальных принципов или с помощью их комбинации.

В практике используют два вида систем программного управления: системы с временной программой и системы с пространственной программой. В системах первого вида датчик программы вырабатывает непосредственно функцию Xq {t). Примерами могут служить устройства, в которых движение часового механизма или двигателя с равномерным ходом преобразуется с помощью функциональных преобразователей (про-

филированных кулачков, реостатов и т. п.) в движение (jt). к таким устройствам относят устройства программы для изменения температуры закалочных печей, заводные игрушки, магнитофоны, проигрыватели и т. д. Системы второго вида используют в программном управлении металлообрабатывающими станками. В них движение исполнительного органа (инструмента) осуществляется по заданной в пространстве траектории, закон же движения по траектории во времени мало существен и в широких пределах может быть произвольным.

Используются два способа пространственного программного управления. Первый состоит в том, что движение по каждой из координатных пространственных осей выполняется отдельным приводом, движение по одной из осей задается произвольно (обычно равномерным), а остальные движения увязываются с первым так, чтобы инструмент двигался по заданной траектории. Примером может служить копировальный палец Я, скользящий по шаблону 3 в системе управления J копирова льным станком 2 (рис. 1.7). Одно движение - подача по оси х двигателем - происходит равномерно, второе - движение по оси у - задается профилем кулачка (шаблона 3). При обработке изделия 4 инструмент Ф станка 2 повторяет движение пальца П. Второй способ состоит в том, что заданн ая траектория описывается с помощью системы параметрических уравнений, в которых параметром является время, а затем строится решающее устройство, задающее движение приводам по отдельным осям в соответствии с этими параметрическими уравнениями.

Системы программного управления по своей структуре также могут быть статическими и астатическими, однако, поскольку величины (t) и Z в них непостоянны, статическая ошибка не устраняется, так как возникают установившиеся ошибки, зависящие от скорости и высших производных. Для устранения этих составляющих ошибки можно вводить в систему допол- О-У нительные астатические звенья (по- дк. вышать порядок астатизма). Этот i вопрос рассматривается более деталь-

но в § 5.2.

Следящие системы. В следящих системах алгоритм функционирования заранее не известен. Обычно регулируемая величина в таких системах должна воспроизводить изменение не- Рис. 1.7

которого внешнего фактора, следить за ним. Так, автоматически управляемые зенитное орудие должно поворачиваться, следя за полетом цели. Следящая система может быть выполнена в соответствии с любым фундаментальным принципом управления и будет отличаться от соответствующей системы программного управления тем, что вместо датчика программы в ней будет помещено устройство слежения за изменениями внешнего фактора.

В качестве примера следящей системы на рис. 1.8 приведена упрощенная схема отработки угла. Регулируемой величиной является угол поворота ввых управляемого объекта 2. Приводной Двигатель 3 питается от электромашинного усилителя /. Входное воздействие подается на сельсии-датчик 5 в виде угла поворота 9вх его ротора. Соединенные по трансформаторной схеме сельсин-датчик и сельсин-приемник 4, механически связанный с нагрузкой, вырабатывают напряжение, пропорциональное рассогласованию е = вх - вык между входным и выходным валами следящей системы Напряжение ошибки усиливается усилителями Ух и и электромашиииым усилителем 1 и rio-ступает на якорь исполнительного двигателя 5, вращающего одновременно объект (нагрузку) 2 и ротор сельсина-приемника до тех пор, пока рассогласование не станет равным нулю.

Системы с поиском экстремума показателя качества. В ряде процессов показатель качества или эффективности процесса может быть выражен в каждый момент времени функцией текущих координат системы, и управление можно считать оптимальным, если оно обеспечивает поддержание этого показателя в точке максимума, например настройку радиоприемника на частоту передающей станции по наибольшей громкости приема или по наибольшей яркости свечения индикаторной лампы. Такое управление обладает одной нежелательной особенностью: когда точка настройки под воздействием различных

возмущений окажется смещенной от экстремума, неизвестно, в каком направлении следует воздействовать на регулирующий орган, чтобы J. вернуть ее к экстремуму. Поэтому экстремальное уп-/g Iff равление начинают с поиска:

о-\ сначала выполняют неболь-

o-WiI-V У jg пробные движения в ка-

ком-то выбранном направлении, затем анализируют ре-Рис 18 акцию системы на эти пробы