Динамо-машины  Статические характеристики элементов 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 [ 124 ] 125 126 127

Полезно заметить, что выполнение элемента в виде двухкаскад-но включенных элементов будет сопровождаться некоторым увеличением габаритных размеров и веса конструкции. Лишь в тех случаях, когда двухкаскадное соединение выливается в специальную конструкцию, в которой оба каскада оказываются органически связанными конструктивно, например, в электромашинных усилителях, увеличение размеров может и не происходить.

Очень важно для обеспечения рациональной конструкции элемента правильно выбрать его мощность. Недостаточная мощность элемента может привести к нарушению его нормальной работы (например, переход в область насыщения статической характеристики) либо даже к выходу его из строя. Повышение мощности по сравнению с действительно требуемой означает неоправданное увеличение габаритных размеров и веса, а также часто сопровождается снижением к. п. д.

Для уменьшения размеров конструктивных элементов автоматики нужно стремиться к тому, чтобы все применяемые в них детали работали с максимальными нагрузками, т. е. чтобы материалы этих деталей работали с максимально допустимыми в заданных условиях эксплуатации напряжениями - механическими и электрическими или, в более широком смысле, также магнитными и тепловыми. Но при этом следует всегда учитывать изменение надежности элементов, так как стремление уменьшить их размеры всегда находится в известном противоречии со стремлением повысить их надежность.

3. возможности ПРИМЕНЕНИЯ ЦИФРОВЫХ и АНАЛОГОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН

Как уже отмечалось, для расчета отдельных элементов и повышения его точности следует использовать вычислительную технику. При этом возможно применение как цифровых, так и аналоговых вычислительных машин.

Достоинство применения цифровых машин заключается в том, что они позволяют (без учета времени на подготовку задачи) очень быстро решать систему уравнений высокого порядка - менее чем за 1 мин. К тому же с появлением машин с высокой степенью автоматизации (например, типа laquo;НАИРИ raquo;) значительно сокращается время на подготовку задачи. Это объясняется тем, что данные машины могут работать в режиме автоматического программирования, при котором алгоритм задачи записывается на языке, близком к общепринятому математическому языку, а программа в машинных кодах составляется самой машиной без участия человека . Поэтому при использовании данных машин не требуется специальной подготовки по основам программирования. Вместе

Феоктистов В. П. Решение инженерных задач на универсальной вычислительной машине laquo;НАИРИ raquo;. МПС СССР, МИИТ, 1967, стр. 40.

с тем применение цифровых машин доступно не всем организациям, так как достаточно дорого. Поэтому в некоторых случаях целесообразно идти по пути создания более простых моделей, позволяющих решать задачи анализа и расчета элементов автоматики.

При этом более рациональным является создание универсальных моделей, позволяющих рассчитывать элементы с различными видами управляющих устройств и разнообразными типами конструктивных схем, так как специализированные модели, как правило, гораздо сложнее оригиналов. Целесообразность создания универсальных моделей для элементов также подтверждается щи-роким применением универсальных модулирующих установок при исследовании различных систем автоматического управления.

Рассмотрим один из способов построения универсальных моделей элементов. Как известно, для расчета статической характеристики независимо от выбранного метода расчета составляется и решается система уравнений, определяющих характеристики управляющих устройств, нагрузки, входной и выходной цепи. Так, для нереверсивного элемента (рис. 3, б) с управляющим устройством первой группы исходными уравнениями будут:

уравнение управляющего устройства

Pi (2, Xi, у) = 0;

уравнение нагрузки

Р2 (х, Z) = 0; уравнение выходной цепи

Рз = (л: и, a:,J =0,

где у - входной параметр;

и - параметр источника; Z, Xi, х - параметры выходной цепи.

Исходя из последовательности решения данной системы уравнений для определения характеристики 2 = / (г/), схема замещения должна состоять из двух функциональных преобразователей (ФП), моделирующих функций одной переменной Xz = f (z) и Xi = f (XiU) и одного ФП функции двух переменных z = f {xi, у) (рис. 213, а). Если возможна замена функций х = f (г) w х, = == / (2, U) одной функцией Xi = f (2, U) (так называемой нагрузочной характеристикой), то можно перейти к схеме замещения, состоящей из двух ФП (рис. 213, б). Таким образом, схема замещения нереверсивных элементов с управляющими устройствами первой группы будет представлять собой ФП функции двух переменных, воспроизводящей характеристику управляющего устройства, иа один вход которого подается входной сигнал у, а на другой - сигнал обратной связи х в цепь которой включен ФП, моделирующий нагрузочную характеристику. Если рассмотреть данную схему применительно к магнитному усили-

телю с активной нагрузкой, то ФП двух переменных должен воспроизводить вольт-амперные характеристики дросселя [/ = = f{Ugp, /у)], а преобразователь в цепи связи - функцию вида

Ugp=VuL-llRl,

графиком которой является эллипс.

Рассмотренный способ определения статических характеристик можно распространять и для расчета других схем с различным типом управляющих устройств при соответствующем увеличении требуемых функциональных преобразователей. Например, при

Рис. 213. Схемы замещения:

а - с одним ФП двухпеременных; б - с двумя ФП двухпеременньгх

расчете нереверсивных элементов с обратной связью и управляющим устройством первой группы модель состоит из ФП функций двух переменных с обратной связью по каждому из входов. При этом в одной цепи ОС используется ФП, моделирующий нагрузочную характеристику, а в другой цепи - преобразователь, моделирующий характеристику обратной связи элемента. Если в качестве последнего преобразователя использовать ФП функции двух переменных для воспроизведения входной характеристики управляющего устройства [см. выражение (410)], то данную модель можно применять для определения характеристик с управляющими устройствами второй группы.

Таким образом, определение характеристик в рассмотренном случае основано на воспроизведении функций одной и двух переменных. Поэтому при наличии универсальных функциональных преобразователей (УФП) не требуется создания специальных моделей. При этом применение УФП позволяет сравнительно просто проводить анализ работы элемента при больших диапазонах изменения сигналов и, следовательно, выбирать отдельные параметры (например, напряжение источников питания, сопротивление на-