Проектировщики автоматических машин

Между этой кривой и гиперболой находится область условно устойчивых систем. В этой области свойства системы «машина — регулятор» сами по себе определяют ее поведение не однозначно. Все зависит от того, в каком состоянии система вошла в эту область. При должной осторожности оператор и здесь может обеспечить устойчивую работу машины, но стоит ему ошибиться — и машина выйдет из повиновения. Это было неожиданно и ново. Только теперь была решена старая загадка о машинах, лишь иногда подчиняющихся оператору. Ранее никто не знал, что область под гиперболой Вышнеградского состоит из двух частей и что осторожным введением машины в область условной устойчивости можно добиться ее надежной работы.

Полное решение, полученное Андроновым и Майером, содержит и ответ на важный вопрос о допустимой нагрузке машины. Точнее говоря — о ее допустимой разгрузке, о возможности полного снятия ее нагрузки. Спрашивается, пойдет ли машина вразнос при переходе на холостой ход? А если это так, то какую минимальную нагрузку следует сохранять, чтобы обезопасить машину, чтобы можно было не останавливать ее на короткие периоды холостого хода, неизбежные в большинстве применений машины? Насколько эти вопросы жизненны, необходимы, удалось понять в наши дни, когда вопрос устойчивой работы автоматов и роботов стал первостепенной проблемой в новых промышленных автоматизированных комплексах. Не умея оценить минимальной допустимой нагрузки, инженеры были вынуждены, следуя Жуковскому и Мизесу, определять ее из опыта и брать запас для обеспечения надежности, что приводило к перерасходу топлива во время холостого хода машины. Не сразу узнали ученые об этих результатах, таких сегодня очевидных и необходимых при конструировании автоматов и роботов.

Полное изложение содержания этой замечательной работы было опубликовано авторами только через три года. Мы обязательно познакомимся с ней, но сейчас остановимся на одной статье, опубликованной Андроновым вместе с Н. Н. Баутиным до окончания войны. Инженеров, занятых автоматическим регулированием давления и температуры (что необходимо, например, при создании паровых котлов или в химической промышленности), ставили в тупик свойства регуляторов, не описываемых моделью Вышнеградского. Речь идет о регуляторах, состоящих из двух звеньев. Одно из них — индикатор. Его задача измерять регулируемую величину и давать сигнал о том, как и насколько она отличается от требуемого значения.

Второе из звеньев соединяет индикатор с управляющим элементом. Это промежуточное звено. При изменении регулируемой величины индикатор может передавать свой сигнал управляющему элементу лишь после определенного процесса установления, приводящего передающее звено из исходного положения в конечное. При этом нельзя пренебрегать сухим трением в индикаторе. Все это осталось за пределами решений, полученных самим Вышкеградским и его последователями.

Андронов и Баутин опубликовали решение, полученное ими при двух условиях, когда можно пренебречь массой индикатора и вязкостным трением в нем. По существу, это была задача Мизеса, усложненная учетом процесса установления в промежуточном звене. . Исследование, проведенное Андроновым и Баутиным, позволило инженерам надежно проектировать подобные и более сложные автоматические регуляторы, обеспечивая их работу даже при нарушениях, возникающих в системе смазки.

Возвратимся теперь к полной задаче Вышнеградского. Андронов и Майер успели опубликовать только ту часть, где они, подобно самому Вышнеградскому, пренебрегают учетом сухого трения. Здесь они формулируют полную задачу на современном математическом языке, позволяющем ясно проследить отображение конкретных свойств реальной автоматической системы отдельными членами математических уравнений.

Технологии производства автомобилей:
© 2009-2013 Все права защищены и принадлежат их владельцам. [+]