Ж) Корректирующие устройства

Для улучшения динамических свойств в систему, кроме рассмотренных функционально необходимых элементов, вводят корректирующие устройства, которые в зависимости от места включения бывают последовательными ипарал­лельными. Последовательное корректирующее устройство 3 включается в цепь сигнала ошибки и обычно находится между отдельными каскадами усилителя. Параллельное корректирующее устройство 5 выполняется в виде местных обратных связей, которыми охватываются наиболее инерционные элементы

Корректирующее устройство, путем различных дополнительных воздействий на рабочий процесс системы, изменяет протекание про­цесса регулирования. Эти воздействия могут быть пропорциональны регулируемой величине или какому-либо другому избранному пара­метру, или пропорциональны скорости изменения избранных пара­метров, а в некоторых случаях и ускорению.

Иногда требуется, чтобы дополнительное воздействие корректи­рующего устройства было пропорционально интегральному значению изменения избранного параметра за заданный промежуток времени.

Если в регуляторе отсутствует усиление сигналов управления по мощности, то он называется регулятором прямого действия. В регуляторе прямого действия измерительное устройство непосредственно соединяется с регулирующим органом.

Регулирующий орган непосредственно воздействует на регулируемую среду, поступающую в объект регулирования с целью количественного или качественного изменения этой среды для поддержания заданного значения регулируемого параметра.

Как правило, регулирующий орган тесно связан с объектом регулирования и, во многих случаях, конструктивно встроен в объект. (например, у всех силовых двигателей).

Для возможности управления энергоблоком в его конструкции предусмотрены специальные клапаны на трубопроводах питательной воды и пара, на­правляющие аппараты вентиляторов и т. д.

Разделение всех элементов, входящих в цепь регулирования, на регулируемый объект и автоматический регулятор в ряде случаев оказывается условным, так как некоторые из элементов схемы в равной степени можно отнести и к регулятору и к объекту (например, регулирующий орган).

Поплавковый регулятор уровня. Одним из первых в мире технических регуляторов является поплавковый регулятор уровня жидкости, построенный И. И. Ползуновым в 1795 г. для поддержания постоянного уровня воды в паровом котле. Сейчас регуляторы такого типа находят широкое применение в технике. Примером простейшего и в то же время наиболее распространенного современного регулятора уровня является поплавковая камера автомобильного карбюратора (рис. 1.24, а).

Объектом регулирования является камера 1, в которой уровень бензина Н непосредственно измеряется положением поплавка 2. Системой рычагов с поплавком связана игла 3, регулирующая приток бензина в камеру Q. При уровне Н = Н₀ игла полностью запирает канал притока бензина, т. е. Q = 0. Величина H ₀ задает требуемое значение регулируемой величины; она устанавливается при наладке регулировкой рычага иглы.

Внешним неконтролируемым воздействием служит расход бензина Q, поступающего к жиклерам двигателя. Этот расход приводит к уменьшению уровня в поплавковой камере.

Функциональная схема рассматриваемого регулятора показана на рис. 1.24, б. В ней выделено два элемента системы: поплавковая камера, служащая объектом, совмещенным с измерительным устройством, на вход которого подается разность Q - G, а выходной величиной является уровень бензина H; исполнительное устройство, представляющее собой управляемый изменением положения поплавка и перемещением иглы канал притока бензина, задающий величину Q.

Поплавковый регулятор уровня. Зависимость между перемещением поплавка е = Н₀ — Н по отношению к заданному уровню Н₀ и скоростью притока бензина Q в поплавковую камеру выражается некоторой монотонной функцией Q (e). Учитывая уравнение резервуара (1.3), для регулятора можно записать уравнение:

которое соответствует общему выражению (2.1) при x = H,. v, = H₀, f =G.

.В качестве координаты вектора у можно принять y = Н.Структурная схема, соответствующая уравнению (2,3), представлена на рис. 2.2

Тема IV: Основные принципы регулирования и математического описания динамики объектов и систем