Этапы развития устройств автоматики и телемеханики.
Автоматы издавна интересовали человечество. Автоматические приборы создавались в первую очередь для облегчения физического труда, а иногда и в других целях. Известен механик древности Герон Александрийский еще за 2 в. до н. э. Написал труд под названием «Театр автоматов». Однако автоматические приборы древних не получили дальнейшего развития. Эти приборы, основанные на основе принципа силы тяжести, были достаточно примитивные.
Дальнейшее развитие автоматических устройств приостановилось почти вплоть до 19 в. До этого периода можно отметить появление механических гиревых и затем пружинных часов и простейших приборов, облегчающих вычислительные операции.
Однако еще с 17 в. для поддержания заданного динамического режима таких процессов управления, которые невозможно было возложить на человека, начинают создаваться специальные устройства, получившие название регуляторов.
Первый автоматический регулятор, имевший практическое значение был изобретен и построен гениальным русским изобретателем Иванов Ивановичем Ползуновым в 1965 г. это был поплавковый регулятор уровня воды в котле его «огнедействующей машины». Машина Ползунова существовала недолго. Вскоре после смерти изобретателя она была разрушена. Великое изобретение на долгий период было забыто. 19 лет спустя, в 1784 году, автоматический регулятор был вторично «изобретен» английским механиком Джеймсом Уаттом.
Центробежный регулятор Уатта предназначался для поддержания постоянной скорости вращения вала паровой машины. В регуляторе Уатта объединены идея и конструкция конического маятника для уравнения хода водяных мельниц и принцип регулирования Ползунова.
Принцип Ползунова является основным принципом в большинстве современных регуляторов. Идея Ползунова заключается в том, что автоматическое регулирование осуществляется путем сравнения действительного режима с некоторым эталоном, с заданием, и что всякое воздействие на систему для восстановления режима должно осуществляться в зависимости от величины и знака отклонения действительного режима от эталона.
В 18 в. трудами русских инженеров, ученых и техников были предложены замечательные автоматические полуавтоматические устройства и установки.
Так М. В. Ломоносовым была высказана идея об автоматических самопишущих метеоприборах, им же были предложены и первые приборы для зондирования атмосферы. Совместно с Рихманом им был разработан и первый электрометр.
К. Д. Фролов на Алтае построил завод с рядом механических полуавтоматических и автоматических станков. Современником Ломоносова, талантливым механиком-самоучкой И. П. Кулибиным был изобретен и изготовлен ряд физических приборов, а также известные часы-уникум с целой группой автоматически действующих фигур.
В 19 в. развитие электротехники вызвало дальнейший прогресс в области автоматики и переход от механических методов к электрическим.
К. И. Константинов предложил электромагнитный регулятор скорости вращения, в котором изменение центробежной силы приводило к изменению уровня ртути в сообщающихся сосудах и к замыканию одного из ртутных контактов.
В это же время П. Л. Шиллингом было разработано первое электрическое реле. Разработаны и первые реально действующие системы телеграфных аппаратов, являющихся в то же время и первыми телемеханическими устройствами, использующими электроток.
В 1869 г. В.Н.Чикилев создает дифференциальный регулятор горения дуги внедрение которого позволило перейти к широкому использованию дуговых ламп в практике.
В 1871 г. под руководством П.Н.Яблочкова Чикилев разработал новый регулятор для дуговых ламп с электрическим сервомотором – первое устройство электромашинной автоматики.
В 1880 г. М.Н. Карланов разрабатывает первый электрический вибрационный регулятор.
В 1898 г. К.Э.Циолковский изобретает первый в мире электрический прибор для продольной стабилизации дирижабля.
Первые попытки в области разработки теории автоматических регуляторов начали появляться в середине 19 века. Одной из первых была разработка Маковелла «О регуляторах» .
Основоположником теории автоматического регулирования считается проф. Петербургского технологического института Иван Алексеевич Вышнеградский.
В1876 г. был опубликован реферат его классической работы «О регуляторах прямого действия» , где излагались основы теории прямого регулирования паровой машины.
Дальнейшее развитие идеи Вышнеградского получили в работах словацкого ученого Ауреля Стадола, исследовавшего устойчивость ряда типовых схем автоматического регулирования на примерах паровых и гидротурбин.
Теоретическое обоснование проблемы устойчивости дал А.М.Ляпунов в работе, вышедшей в 1892 г.
Большой вклад в развитие теории автоматического управления и регулирования внесли И.Н.Вознесенский, А.А.Андронов, разработавшие аппарат для исследования нелинейных систем; А.В.Михайлов, В.В. Солодовников, развившие частотные методы исслдования.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
