История развития автоматики и телемеханики. Устройства контроля, регулирования и управления. Начала теории автоматики, страница 4

Опираясь на работу Вышнеградского, словацкий профессор и инженер А. Стодола рассмотрел, в своей работе «О регулировании турбин» (1893 г.), регуляторы непрямого действия с серводвигателем и жесткой обратной связью, причем уравнение серводвигателя Стодола линеаризировал. По заданию Стодола математик Гурвиц сформулировал обобщенный алгебраический критерий устойчивости.

Еще в 70-х и 80-х годах прошлого века И. А. Тиме в Петербургском горном институте занимался вопросами регулирования. Им написан был ряд работ по расчету и теории регуляторов. В том же институте в конце прошлого века читал курс центробежных регуляторов скорости А. П. Кондратьев, который предложил весьма эффективный метод анализа устойчивости системы при помощи своеобразной фазовой плоскости с координатами: сила и перемещение центра тяжести муфты регулятора, причем исследовалось поведение изображающей точки в этой плоскости.

Русские ученые дали правильное направление всей классической теории авторегулирования, подвели под эту теорию строгий математический фундамент, правильно поставили вопрос об устойчивости, дали критерий устойчивости, и начали разработку нелинейной теории.

ПЕРИОД ЭЛЕКТРОМЕХАНИКИ

(ПЕРВАЯ ПОЛОВИНА XX.в.)

Открытие в XIX в. механического, теплового, светового и химического действий электрического тока не могло не повлиять на развитие контрольной, управляющей, регулирующей и вычисляющей техники. В глубинах периода механики зарождались электрические элементы автоматики и телемеханики, революционизирующую роль которых предвидели передовые ученые и изобретатели того времени.

Использование дистанционных свойств электрического тока началось в России с известных опытов П. Л. Шиллинга (1812 г.) по взрыванию подводных мин.

Вслед за этим появились устройства телеграфной и телефонной связи, основанные на Применении электромеханических элементов, которые позволили в дальнейшем решать задачи производственной и транспортной сигнализации, дистанционной регистрации и передачи управляющих воздействий по проводам.

В развитии дистанционной техники большую роль сыграло изобретение электромагнитных реле, которые позволили усиливать, размножать, сопоставлять или воспроизводить на расстоянии механические перемещения контактов. Первые электромеханические регуляторы основывались на применении реле. Только электромеханический регулятор В. Н. Чиколева (1874 г.) положил начало применению в регуляторах электрических двигателей.

С первых шагов молодой Советской республики было обращено большое внимание на развитие электрификации всех отраслей народного хозяйства, приборостроения и научно-технических разработок. Были созданы Ленинградский физико-технический институт (1918 г.), Государственный оптический институт (1918 г.), Нижегородская радиолаборатория (1918 г.), Всесоюзный электротехнический институт (1921 г.) и ряд других научно-технических учреждений, в дальнейшем сыгравших большую роль в развитии автоматики и телемеханики.

Устройства контроля

Электрические устройства измерения, на базе которых выросла современная техника автоматического контроля и телеизмерения, развивалась по путям:

1) преобразования неэлектрических величин в электрические;

2) передачи электрических величин на расстояние;

3) использования электрических величин для выполнения заключительных функций автоматики.

Приведение всех измеряемых величин к электрическому виду было громадным революционизирующим фактором, открывшим широкие перспективы унификации параметров и приборов, преодоления расстояний и ускорения процессов. К началу нашего века были найдены почти все основные принципы отображения неэлектрических данных электрическими величинами и сигналами. Для этих целей можно было воспользоваться термоэлектрическим, магнитострикционным, пьезоэлектрическим, тензоэлектрическим и фотоэлектрическим эффектами.

Наряду с этим появились первые электроизмерительные приборы, в которых осуществлялось прямое преобразование измеряемых электрических величин в пропорциональные отклонения указателей за счет энергии измеряемых явлений.