Главная  Журналы 

0 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166

Если в АИП статического уравновешивания применение корректирующего звена типа /<к (1 + ТкР) устраняет погрешность по скорости, но при этом остается статическая погрешность, то в АИП уравновешивания с астатизмом 1-го порядка при включении аналогичного корректирующего звена устраняется как статическая погрешность (ввиду астатизма АИП), так и погрешность по скорости изменения входного сигнала (благодаря включению корректирующего звена).

4.9. ВРЕМЯ УСТАНОВЛЕНИЯ ПОКАЗАНИЙ АВТОКОМПЕНСАТОРОВ

Временем установления показаний автокомпенсатора называют время прохождения шкалы при включении номинального значения измеряемой величины. Рассмотрим способы определения времени установления авгокомпенсатора в двух случаях: в идеальном, считая, что усилитель является линейным звеном, и в реальном с учетом нелинейной релейной характеристики усилителя автокомпенсатора.

Способы определения времени установления и изменения значения в идеальном случае проанализируем на примере автокомпенсатора (без учета нелинейности усилителя; см. рис. 4.12,а), прямая цепь которого состоит из трех звеньев: пропорционального 1, апериодического 2 и интегрирующего 3, а обратная цепь-из одного пропорционального звена 4. В этом случае замкнутая система является колебательным звеном, уравнение движения которого

а (О = % (1 - yJ е-». sin (l/r=T Wot + arctg f)

При относительной степени успокоения g = 0,2...0,5 время установления колебательного звена определяют по формуле Разумовского

, In 1/50

. • ~РГ

где • .

Время установления для повышения быстродействия стремятся уменьшить увеличением . Если постоянная времени апериодического звена т задана, то для уменьшения ty, пользуясь скоростной обратной связью, вводят дополнительное успокоение. Согласно (4.15), передаточная функция замкнутой системы автокомпенсатора (рис. 4.12,а) без обратной связи по скорости

(Р) тр2 + р + /(р •

Характеристическое уравнение передаточной функции

гр + Р+ К=0. (4.28)

При введении скоростной обратной связи звеном 4 с передаточной функцией р, (р) = Р,/? передаточная функция системы, состоящей из звеньев /, 2, 3, 4, примет значение (рис. 4-12,6):

к iris - КхККъКхр + \) Р К

Р - I + KiKK,M{-cp + 1) Р ~ (тр + 1) р + /(PiP



Передаточная функция всей замкнутой системы, состоящей из звеньев /, 2, 3, 4, 5,

Характеристическое уравнение

Коэффициент при - р в характеристическом уравнении (4.29) увеличился по сравнению с (4.28) в (1 -f Kj) раз, следовательно, эквивалентная относительная степень успокоения э также увеличивается в (I + /ср,) раз.

При увеличенных находящихся в пределах 0,5...0,7, время ty колебательного звена определяют по формуле

, 1 ( , VT=1

ty = , п - arctg -z-

в системах, описываемых уравнениями более высокого порядка, введение обратной связи по скорости не всегда столь эффективно уменьшает время установления.

При учете нелинейной характеристики усилителя, который уже при низких уровнях входных напряжений насыщается, следящая система автокомпенсатора становится релейной следящей системой. В автокомпенсаторах со временем установления свыше 1 с время разгона двигателя до постоянной скорости «уст, а также время двух-трех полуколебаний вблизи установившегося положения относительно невелико. В этом случае регистрирующий орган проходит весь путь с постоянной скоростью и время установления автокомпенсатора с достаточной точностью можно определить по времени поворота оси регистрирующего органа на угол а„, соответствующий перемещению регистрирующего органа на полную длину шкалы /.„ при подаче на управляющую обмотку двигателя напряжения U„. Временем двух-трех полуколебаний вблизи точки равновесия пренебрегаем.

Глава 5

АНАЛОГОВЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ РАЗВЕРТЫВАЮЩЕГО УРАВНОВЕШИВАНИЯ

Аналоговые АИП развертывающего уравновешивания или динамической компенсации отличаются от следящих периодическим характером уравновешивания и основаны на принципе развертывающего преобразования, предложенном Ф. Е. Темниковым [41]. АИП развертывающего уравновешивания разделяют на приборы с уравновешиванием по одному параметру (приборы для измерения мгновенных ординат величин, изменяющихся во времени по любому закону) и по двум параметрам, предназначенным для измерения амплитуды и фазы.




Рис. 5.1. Измерение мгновенных ординат X:

а - cлeдящии АИП непрерывно во времени без сброса; АИП развертывающего уравновешивания дискретно во времени, со сбросом; б - с циклическим изменением Xft, в - с циклическим изменением Хд при Xft = const.

5.1. АИП РАЗВЕРТЫВАЮЩЕГО УРАВНОВЕШИВАНИЯ ПО ОДНОМУ ПАРАМЕТРУ

В процессе измерения в АИП развертывающего уравновешивания может происходить или изменение компенсирующей величины лгк до мгновенного равенства с Л или изменение величины Хп, пропорциональной мгновенной ординате измеряемой величины Xi, которое запоминается в начале цикла измерения, до мгновенного равенства с постоянным значением величины или одноврелгенное изменение Х„

до их равенства.

Изменение или развертывание х. или Х происходит в обратном преобразователе (ОП) в зависимости о F -выходной величины развертывающего преобразователя. Величина Y, которая подается на вход ОП, выбирается удобной для последующих измерений, регистрации или дальнейшего преобразования.

В следящих АИП компенсирующая величина (О = У (О изменяется, непрерывно следуя за изменениями измеряемой величины X(f) (рис. 5.1, а).

В АИП развертывающего уравновешивания х (рис. 5.1,6) изменяется циклически по определенному закону в зависимости от У (в данном случае от времени /).. X и Хк. бывают равны только в моменты мгновенной компенсации /j, t, и т. д.

В первом случае в момент равенства Х,- и х-

Хг = ХкуУх; yt = XilyX = Tt, (S-D

где Xi - мгновенное значение в момент компенсации; - коэффициент преобразования ОП; х-известное постоянное значение образцовой величины.

В АИП развертывающего уравновешивания с изменением величины Хп, пропорциональной X, Хп изменяется (рис. 5.1, е) циклически по определенному закону в зависимости от У (в данном примере от времени /). Предполагаем, что мгновенное значение X; остается неизменным в течение каждого данного цикла. Хп и х„ = const бывают равны только в моменты мгновенной компенсации t-, t, t.

Во втором случае в момент равенства Хп и Хк

X„ = Pj,KX, = Xk = v. К, = Ае/Х, = Г,. (5-2)





0 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166