ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Характеристики элементарных звеньев автоматических систем из "Автоматизация холодильных машин и установок" Каждую автоматическую систему можно условно представить в виде набора элементарных звеньев. Элементарные звенья отличаются друг от друга своими характеристиками, т. е. зависимостями выходных величин от входных. Звенья бывают линейные и нелинейные. Характеристики линейных звеньев не зависят от режима работы, их поведение может быть описано линейными дифференциальными уравнениями. Характеристики нелинейных звеньев являются функциями режима работы и описываются нелинейными уравнениями. [c.12] Ниже рассмотрены простейшие элементарные звенья апериодическое (инерционное) звено 1-го порядка, интегрирующее звено, звено запаздывания и звенья с релейными характеристиками. [c.12] Уравнение (8) будем считать основным дифференциальным уравнением апериодического звена 1-го порядка, а уравнение (7) — его статической характеристикой. [c.13] Динамические свойства звена могут быть выражены несколькими способами с помощью переходных характеристик, передаточных функций и амплитудно-фазовых характеристик. [c.13] Переходная характеристика позволяет найти величину ф в любой момент времени, если известно ее начальное значение фна, и установившееся значение фу, к которому она стремится. При этом имеется в виду, что в момент времени, равный нулю, правая часть уравнения (8) изменилась скачкообразно от нуля до фу. [c.13] Для пояснения смысла постоянной Т предположим, что ф ач = 0. [c.13] Это уравнение семейства экспонент, параметром которого является установившееся значение фу. [c.13] На рис. 3 показаны кривые переходных процессов при нулевых начальных условиях и трех различных значениях фу (фу , фу,, фу,)-Вследствие инерции звена выходная величина ф не сразу достигает своего установившегося состояния, а приближается к нему асимптотически. Свойство экспоненты таково, что касательные, проведенные к кривым в начальный момент, пересекаются с соответствующими прямыми ф =фу на одном и том же расстоянии т =Г. [c.13] Величина Т называется постоянной времени и показывает, через сколько времени величина ф достигла бы своего установившегося значения, если бы она изменялась с постоянной скоростью, равной начальной (т. е. по касательной в начале отсчета). [c.13] Если в уравнение (10) подставить т = Г и принять во внимание, что ег = 0,368, то легко увидеть, что независимо от фактических значений фнач и фу величина ф после скачкообразного возмущения за время Т пробегает 63,8% первоначальной разности фу—ф а . [c.14] Передаточной функцией звена является отношение выходной и входной величин, выраженных в операторной форме. Операторную форму получают путем преобразования по Лапласу исходного дифференциального уравнения разомкнутой системы. [c.14] Очевидно, как амплитуды R vi F, так и фазы и не будут равны между собой. Их различия характеризуют статические и динамические свойства звена. [c.14] Эта характеристика представляет собой прямую линию (рис. 5, а), проходящую под углом а к оси времени. [c.15] В реальной системе всегда существуют граничные значения выходной величины, больше или меньше которых она не может быть. На рис. 5, а оно обозначено через ф р. [c.15] Графически вектор W(](i ) всегда расположен на мнимой оси (рис. 5, б), причем он изменяется от оо до О с изменением частоты от О до оо. [c.16] Характеристики интегрирующего звена а — переходная б — амплитудно-фазовая. [c.16] Переходная характеристика звена запаздывания (рис. 6, а) показывает, что входное воздействие р воспроизводится на выходе без Искажения, но через промежуток времени t . [c.16] Звенья с релейными характеристиками (релейные элементы). Релейным элементом называют нелинейное звено, в котором плавное изменение входного сигнала вызывает одно или несколько скачкообразных изменений выходной величины. Выходная величина релейного элемента может принимать лишь фиксированные (дискретные) значения, поэтому системы, содержащие эти элементы, часто называют дискретными. Реле бывают двух-, трех - и многопозиционными. Типовые релейные характеристики приведены на рис. 7. [c.17] На рис. 7, а изображена идеальная характеристика дйухпозицион-ного реле. При входной величине р 0 выходная величина ф = —ф . [c.17] Как только входная величина станет р 0, выходная скачкообразно принимает значение ф = ф . Аналогично при уменьшении р происходит обратный скачок. Трехпозиционное реле (рис. 7, б) имеет зону нечувствительности 2Х. [c.17] Вернуться к основной статье