Латание

пара, возм5гщающее воздействие на объект будет проявляться также и в изменении условий теплового режима работы котла (интенсивность тонки, температура питающей воды и окружающего пространства). Регулятор во всех случаях будет действовать так, чтобы ликвидировать нежелательное отклонение уровня воды, по каким бы причинам оно ни возникало.

Следующим в истории техники автоматическим регулятором, получившим широкое распространение, был центробежный регулятор скорости вращения вала паровой машины, изобретенный Уаттом в 1784 г. (рис. 1.16). Этот регулятор имеет другую конструкцию и другую природу регулируемой величины (угловая скорость со), но совершенно тот же общий принцип действия регулятора прямого действия (рис. 1.7). Измерительное устройство регулятора (центробежный механизм) реагирует на изменение регулируемой величины со. Так, если угловая скорость вала со увеличивается, шары центробежного механизма расходятся, муфта поднимается и перемещает непосредственно регулирующий орган (например, заслонку в трубе питания машины паром). Это изменяет приток энергии в машину, чем автоматически уничтожается нежелательное отклонение угловой скорости со.

Основным возмущающим воздействием на регулируемый объект здесь является изменение нагрузки на валу паровой машины. Кроме этого, может

Рис. 1.15.

Рис. 1.16.

иметь место и другое возмущающее воздействие в виде нарушения нормальных параметров пара в трубе питания машины. Регулятор гасит влияние любого воздействия (в определенных пределах), стремясь все время ликвидировать отклонение, по какой бы причине оно ни возникало.

После изобретения этих первых автоматических регуляторов, чисто механических, в течение XIX в. в связи с потребностями промышленности, транспорта и энергетики появляется много различных конструкций регуляторов, сначала механических, а затем и электрических. Дальнейшее развитие автоматики, особенно в XX в., идет все больше и больше по пути электрификации систем автоматического регулирования, в том числе и для механических, тепловых и химических объектов.

Рис. 1.17.

Для иллюстрации общности принципов построения систем автоматического регулирования, относящихся к самым разнообразным техническим объектам, приведем еще несколько конкретных примеров.

На рис. 1.17 изображена схема автоматического регулирования температуры воды или масла в тепловом двигателе. Нагретая вода из двигателя

(регулируемый объект) поступает в термостат (измерительное устройство регулятора). Если температура воды повышается, то под действием увеличения давления паров специальной легко испаряющейся жидкости, находящейся в силь-фоне термостата, прикрывается клапан прямого возврата воды в двигатель. Вследствие этого большее количество воды пойдет в обход-через радиатор, где ,она охлаждается. Таким обра- зом автоматически поддерживается постоянная температура воды в системе охлаждения теплового двигателя (в частности, автомобильного). Это - регулятор прямого действия, работающий по той же общей схеме (рис. 1.7).

На рис. 1.18 показана схема автоматического регулирования угловой скорости со вращения вала электродвигателя (Де). Последний является регулируемым объектом. Данная система работает согласно общей схеме .автоматического регулятора

непрямого действия (рис .1.5). ЭМУ, 7

Здесь изменение нагрузки на валу электродвигателя является возмущающим воздействием. Измерительным устройством слунсит тахогенера-тор Тг (электрический тахометр), вырабатывающий напряжение C/j, пропорциональное регулируемой величине- угловой скорости со. На потенциометре задатчика устанавливается напряжение f/o, соответствующее требуемому значению угловой скорости со. Рассогласование = Ua - Ui подается на электромашинный усилитель (ЭМУ). Может быть введен также предварительный электронный усилитель (показан пунктиром). Электромашинный усилитель в соответствии с поступающим в его обмотку возбуждения сигналом Ug изменяет ток в цепи якоря электродвигателя. Это является регулирующим воздействием, которое ликвидирует создавшееся отклонение угловой скорости со.

Для иллюстрации комбинированной системы с регулированием по возмущению возьмем ту же систему регулирования скорости электродвигателя (рис. 1.18) и, сохранив целиком всю прежнюю цепь регулирования по отклонению регулируемой величины, добавим к ней новую цепь регулирования по возмущающему воздействию (рис. 1.19). Эта новая дополнительная цепь состоит из моментной муфты, которая измеряет возмущающее воздействие в виде отклонения момента нагрузки от номинального значения, и из спе-.циального корректирующего устройства.

±

Тг = Нагруш

Рис. 1.18.

По принципу обычной системы регулирования работает также система автоматического управления торпеды по курсу (рис. 1.20). Гироскоп 2, сохраняя неизменное направление, измеряет отклонение торпеды ф от заданного курса. С гироскопом жестко связана заслонка, открывающая доступ

Усилитель

f7> ГМ

0

Корректирующее устройстбо по Возмущению

Нагрузка

Рис. 1.19.

От eupockomZ

пкеИт [тпртда]

воздуха под давлением в пневматическую рулевую машинку 3 (исполнительное устройство), которая поворачивает руль 4, возвращая тем самым торпеду на заданный курс.

Рассмотрим еще упрощенную схему автоматического регулирования напряжения генератора постоянного тока при помощи электронного регуля -тора (рис. 1.21). В данном случае регулируемым объектом является генератор постоянного тока, регулируемой величиной - напряжение и на клеммах генератора, внешним возмущающим воздействием - нагрузка в сети, на которую работает генератор. Измерительным устройством регулятора служит сетка лампы, а исполнительным устройством - анодная цепь лампы. При нежелательном изменении напряжения и появляется напряжение Ug на сетке и пропорциональное ему изменение тока 1а в анодной цепи, а следовательно, и в обмотке возбуждения генератора, которая включена в анодную

цепь. Этим изменением тока возбуждения ликвидируется нежелательное отклонение регулируемого напряжения.

Рассмотренные примеры относятся к одиночным системам автоматического регулирования.

Примерами связанных систем регулирования являются системы регулирования напряжения и частоты переменного тока, регулирования скорости и температуры в реактивных двигателях, регулирования различных величин в энергетической системе, состоящей из нескольких параллельно

Заслонка

Иррлт

[гирвсШ]

Ррмь

Рулевва мвшвнЛв

Рис. 1.20.