Свойства системы «машина - регулятор»

Перечисленные выше свойства системы «машина — регулятор» Вышнеградский включил в сравнительно простое уравнение, определяющее условия устойчивости работы системы. Понимая, что инженеры и конструкторы часто не могут не только самостоятельно провести, но и квалифицированно проследить за сложными математическими операциями, он дал графическое представление полученного им решения — в виде знаменитой «диаграммы Вышнеградского», как окрестили ее последователи.

Диаграмма Вышнеградского состоит из двух кривых. Первая — это простая гипербола, кривая, каждая точка которой обладает тем свойством, что произведение ее расстояний от осей координат равно единице. Вторая кривая напоминает наконечник копья, направленного справа в начало координат под углом в сорок пять градусов. Острие этого наконечника находится над гиперболой в точке, отстоящей от обеих осей на расстоянии в три единицы. Каждой совокупности параметров системы «машина — регулятор» соответствует одна точка на плоскости, на которой начерчена диаграмма Вышнеградского. Инженер должен по простым правилам определить положение точки, соответствующей его машине. Возможны три случая.

Первый случай: точка лежит ниже гиперболы Вышнеградского. Конструктору ясно — спроектированная им машина неработоспособна. Любое изменение нагрузки, любой толчок приведут к самораскачиванию системы «машина — регулятор», и она неизбежно выйдет из строя.

Второй случай: точка расположится выше гиперболы Вышнеградского, вне контура наконечника копья. Машина работоспособна. Но при изменении нагрузки выходит на новый режим или возвращается на исходный после толчка не плавно, а совершая вокруг исходного режима некоторое число колебаний. Такая машина тоже не устроит инженера — надо сделать перерасчет.

Третий случай: точка попадает в пределы наконечника копья. Этому соответствует машина, плавно и без колебаний переходящая от одного режима к другому при смене нагрузки или плавно возвращающаяся на исходный режим после толчка. Конструктор спроектировал хорошую машину.

Такая диаграмма верой и правдой служит создателям многих систем автоматического регулирования. Она незаменима и в наш век роботов. Однако Вышнеградский не ограничился тем, что дал инженерам средство проверки работоспособности избранной конструкции. Он сформулировал несколько рекомендаций, позволяющих сознательно проектировать устойчивые паровые машины, снабженные обычными регуляторами Уатта и другими эквивалентными им регуляторами.

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