Автоматизация управления установок с ДВС., страница 21

Передаточная функция позволяет, во-первых, установить, что степень неравномерности такой системы равна нулю независимо от значений других ее параметров, так как отношение В(0)/А(0) = 0. Следовательно, подтверждается вывод, сделанный на основании статики системы, о том, что система такого типа поддерживает только один скоростной режим. Во-вторых, система неустойчива, поскольку в характеристическом уравнении А(р) = 0 коэффициент а₃ = 0, т. е. не выполнено необходимое условие устойчивости - положительное значение всех коэффициентов. Поэтому системы такого типа в регулировании скорости двигателей не применяются.

2.11.3. Виды обратных связей.

Из теории автоматического управления известно, что наличие интегрирующих звеньев одновременно в объекте и в регуляторе заведомо делает систему управления неустойчивой. Выводы, сделанные в предыдущем параграфе, следовательно, можно было сделать, и не выводя передаточную функцию системы. Для преобразования неустойчивого интегрирующего звена в устойчивое его необходимо охватить обратной связью, как показано на рис. 58. В первом случае (рис. 58, а), когда в линии обратной связи установлено усилительное звено, обратная связь называется жесткой, во втором, при установке в линию обратной связи дифференцирующего звена (рис. 58, б), изодромной.

Схемыжестких обратных связей показаны на рис. 59. На рис. 59, а показана обратная связь в виде рычага. Нижняя точка рычага А связана с муфтой измерителя скорости, точка В - с золотником гидроусилителя, точка
С - со штоком поршня гидроусилителя. При перемещении муфты измерителя в направлении z точка A рычага переходит в A'. При неподвижной точке С точка В рычага также смещается влево, перемещая золотник гидроусилителя. Поршень гидроусилителя при этом двинется в направлении х (вправо), одновременно с этим рычаг обратной связи поворачивается вокруг неподвижной точки А, соответственно сместятся вправо точки С и В, причем движение поршня прекратится, когда золотник снова перекроет каналы,
ведущие к управляющим полостям гидроусилителя. Таким образом, поршень гидроусилителя занимает новое равновесное положение при новом положении муфты измерителя скорости. Иначе говоря, каждому положению грузов и муфты измерителя, а значит каждой равновесной частоте вращения, соответствует определенное положение поршня гидроусилителя и связанной с ним рейки топливного насоса точно так же, как в регуляторе прямого действия. Единственным конструктивным недостатком такого выполнения обратной связи является смещение оси измерителя скорости относительно золотника гидроусилителя, что увеличивает габариты регулятора.

Этот недостаток устраняется в схемах с подвижной втулкой золотника.
В схеме на рис. 59, б подвижная втулка связана с поршнем гидроусилителя рычагом с неподвижной опорой. Подвижная втулка имеет окна, соответ-ствующие подводящему каналу и каналам управляющих полостей в корпусе гидроусилителя. При движении муфты измерителя скорости в направлении z в том же направлении смещается золотник гидроусилителя относительно окон подвижной втулки, через которые жидкость поступает в левую полость гидроусилителя и вытекает из правой. Поршень при этом смещается вправо, передвигая рейку топливного насоса в направлении уменьшения подачи. Одновременно движение поршня через рычаг передается подвижной втулке, которая "догоняет" золотник до тех пор, пока окна подвижной втулки не будут перекрыты поясками золотника. Таким образом, достигается тот же эффект, что и в схеме (а), однако здесь ось вращения измерителя скорости совпадает с осью золотника.

Еще более компактная конструкция может быть получена с использованием схемы со "следящим поршнем" (рис. 59, в). Здесь золотник помещается внутри поршня, и подвижная втулка золотника выполнена заодно с поршнем. Гидроусилитель имеет одну управляющую полость, в которую жидкость подается при движении золотника вправо (уменьшение частоты вращения), а при его перемещении влево жидкость из управляющей полости сливается и поршень движется в направлении уменьшения подачи топлива под действием возвратной пружины. Таким образом, все элементы регулятора располагаются по одной оси.