Автор: В. Р. Арендт
Название: Практика следящих систем. Перевод с английского
Издательство: М:, Госэнергоиздат
Год: 1962
Страниц: 556
Формат: DJVU, PDF
Размер: 29 МБ и 93 МБ
В книге излагаются основные сведения о работе следящих систем и об этапах их создания — от проектирования до настройки и испытаний. Наряду с разбором конструкций главнейших элементов современных следящих систем, подробно освещаются требования к материалам, к производственным допускам, к линейным свойствам и к надежности работы отдельных устройств. Изложение иллюстрировано практическими примерами. Книга предназначена для инженерно-технических работников, занимающихся проектированием и эксплуатацией автоматических устройств. Она может быть также полезна студентам втузов и техникумов как дополнительное пособие к теоретическим курсам автоматического регулирования и следящих систем.
Оглавление 6
Глава первая. Действие простой следящей системы 9
1-1. Введение 10
1-2. Применение следящих систем 10
1-3. Составные части позиционной следящей системы 10
1-4. Динамическая характеристика следящей системы 15
1-5. Влияние изменения параметров 18
1-6. Влияние нелинейностей — насыщения и зазора 19
1-7. Составные части следящей системы 20
Глаза вторая. Проектирование следящих систем 23
2-1. Введение 25
2-2. Порядок проектирования 25
2-3. Изучение задачи 25
2-4. Разработка структурной схемы 29
2-5. Статический анализ 30
2-6. Коэффициенты ошибки 31
2-7. Предварительный анализ устойчивости 36
2-8. Оптимизация системы 39
2-9. Выбор исполнительного двигателя 40
2-10. Выбор передаточного числа 45
2-11. Выбор аппаратуры между источником сигнала и исполнительным двигателем 48
2-12. Предварительные испытания 50
2-13. Окончание расчета 51
2-14. Окончательные испытания 52
Глава третья. Приборы, измеряющие положение 54
3-1. Применение потенциометров 58
3-2. Конструкция потенциометров 58
3-3. Характеристики потенциометра 62
3-4. Линейность и конформность потенциометра 65
3-5. Разрешающая способность потенциометра 68
3-6. Долговечность потенциометра 71
3-7. Шумы потенциометра 72
3-8. Требования к механической части потенциометра 73
3-9. Принцип действия и применение следящих трансформаторов 76
3-10. Конструкция следящих трансформаторов 79
3-11. Характеристики следящих трансформаторов 80
3-12. Микросин 83
3-13. Применение сельсинов 85
3-14. Принцип действия сельсинов 89
3-15. Конструкция сельсинов 93
3-16. Индикаторные сельсины 96
3-17. Статические и динамические ошибки сельсинов 98
3-18. Остаточные напряжения сельсинов и фазовый сдвиг 101
3-19. Индукционные потенциометры 104
3-20. Уменьшение ошибки с помощью двухскоростной сельсинной передачи 106
3-21. Основная двухскоростная система 106
3-22. Практические схемы синхронизирующих цепей 110
3-23. Применение решающих устройств (resolvers) 115
3-24. Конструкция синусно-косинусных вращающихся трансформаторов 119
3-25. Характеристики синусно-косинусных вращающихся трансформаторов 123
Глава четвертая. Демодуляторы и модуляторы 130
4-1. Назначение и виды модуляции и демодуляции 132
4-2. Краткая теория 132
4-3. Типы демодуляторов 135
4-4. Типы модуляторов 144
4-5. Полупроводниковые модуляторы и демодуляторы 149
4-6. Практические замечания по схемам демодуляторов и модуляторов 151
4-7. Анализ цепи выпрямителя 155
Г лава пятая. Корректирующие цепи следящих систем 157
5-1. Введение 158
5-2. Обзор методов синтеза цепей 158
5-3. Синтез двухполюсников 158
5-4. Синтез элементарной скрещенной и лестничной цепей 162
5-5. Фильтры 170
5-6. Фазосмещающие контуры 176
5-7. Стабилизирующие контуры 181
5-8. Практические соображения относительно проектирования стабилизирующих цепей следящих систем 186
Глава шестая. Усилители следящих систем 190
6-1. Описание усилителей следящих систем 190
6-2. Желательные характеристики 191
6-3. Обратная связь в усилителях 193
6-4. Силовое питание усилителей 194
6-5. Конструктивные соображения по ламповым усилителям 197
6-6. Типичная схема лампового усилителя и ее действие 203
6-7. Шумы, линейность и искажения в ламповых усилителях 207
6-8. Конструктивные соображения по полупроводниковым усилителям 209
6-9. Типичная полупроводниковая схема и ее действие 220
6-10. Шумы, линейность и температурная стабильность усилителей на полупроводниках 221
6-11. Принцип действия тиратронного управления 227
6-12. Управление тиратронами 229
6-13. Типичная следящая система с тиратронами и ее действие 231
6-14. Преимущества и недостатки магнитных усилителей 236
6-15. Теория магнитного усилителя 238
6-16. Действие типовой двухполупериодной схемы 241
6-17. Полная схема усилителя 242
6-18. Кривая намагничивания (ВН) и обмотки смещения 249
6-19. Различные схемы магнитных усилителей 253
6-20. Практические расчетные соображения и конструкция усилителей 258
6-21. Полупроводниковые магнитные усилители 265
6-22. Управляемый выпрямитель 269
6-23. Электромашинные усилители. Система Вард-Леонарда 271
6-24. Регулекс- и рототрол-генератор 274
6-25. Принцип действия и практика применения амплидин-генератора 279
Глава седьмая. Серводвигатели 289
7-1. Применение серводвигателей 291
7-2. Принцип действия серводвигателя переменного тока 291
7-3. Динамические и статические характеристики серводвигателей 294
7-4. Передаточная функция серводвигателей 301
7-5. Конструкция серводвигателей переменного тока 306
7-6. Серводвигатели постоянного тока 312
7-7. Демпферы серводвигателей 317
7-8. Муфты 322
7-9. Генератор момента и генератор силы 326
7-10. Исполнительные механизмы 327
Глава восьмая. Приборы, измеряющие скорость 328
8-1. Принцип действия тахогенераторов 331
8-2. Применение тахогенераторов 331
8-3. Конструкция тахогенераторов переменного тока 336
8-4. Характеристики тахогенераторов переменного тока 338
8-5. Конструкция тахогенераторов постоянного тока 342
8-6. Характеристики тахогенераторов постоянного тока 343
8-7. Тахогенераторы постоянного тока для линейного движения 345
Глава девятая. Приборы, измеряющие ускорение 346
9-1. Введение 347
9-2. Сейсмические акселерометры. Принцип действия 347
9-3. Конструкция сейсмических акселерометров 355
9-4. Конструктивные соображения по акселерометрам 361
9-5. Тарирование и испытание акселерометров 364
9-6. Акселерометры с уравновешиванием силы. Принцип действия 368
9-7. Конструкция акселерометров с уравновешиванием силы 370
9-8. Прибор для измерения пути, построенный на принципе уравновешивания силы 371
Г лава десятая. Гироскопы 375
10-1. Применение гироскопов 380
10-2. Принцип действия гироскопа 380
10-3. Ограниченный гироскоп и его конструкция 384
10-4. Конструкция свободного гироскопа 387
10-5. Конструкция скоростного гироскопа 390
10-6. Гировертикаль 392
10-7. Некоторые соображения о конструктивных особенностях гироскопов 394
10-8. Дрейф гироскопа 398
Глава одиннадцатая. Гидравлические и пневматические системы 402
11-1. Достоинства и недостатки гидравлических систем 404
11-2. Свойства масел 404
11-3. Насосы с постоянным объемным расходом (постоянной производительности) 406
11-4. Насосы и двигатели переменной производительности 407
11-5. Аккумуляторы 413
11-6. Регулирующие клапаны 414
11-7. Гидравлические усилители 418
11-8. Гидравлическая силовая следящая система 426
11-9. Достоинства и недостатки пневматических систем 429
11-10. Пневматические устройства 430
11-11. Пневматическая силовая следящая система 433
Г лава двенадцатая. Производство следящих систем 436
12-1. Введение 437
12-2. Вспомогательные механические устройства 437
12-3. Зубчатые колеса в следящих системах 443
12-4. Производство шестерен 449
12-5. Зубчатые передачи 452
12-6. Подшипники 458
12-7. Механическая сборка.463
12-8. Электрические элементы и их монтаж 466
Глава тринадцатая. Настройка следящих систем и обнаружение неисправностей в их работе.469
13-1. Введение 471
13-2. Соединение двигателей с сельсинами 471
13-3. Установка отсчетного положения 471
13-4. Установка нулевого положения сельсинов 471
13-5. Установка нулевого положения сельсина-датчика 472
13-6. Установка нулевого положения дифференциального датчика 472
13-7. Установка нулевого положения управляющего сельсин-трансформатора 473
13-8. Установка нулевого положения двухскоростной сельсинной системы 474
13-9. Выверка гироскопов и акселерометров 475
13-10. Регулировка фаз напряжений 475
13-11. Усиление, масштабные множители и другие уставки 476
13-12. Обнаружение неисправностей 477
Глава четырнадцатая. Испытание следящих систем 479
14-1. Введение 480
14-2. Модуляция несущей 480
14-3. Измерение фазы несущей 481
14-4. Измерение сигнала модулированной несущей 484
14-5. Измерение углового положения 489
14-6. Измерение моментов 491
14-7. Измерение гистерезиса, порога чувствительности и линейности 492
14-8. Источники сигнала 493
14-9. Оборудование для комплексных испытаний.498
Глава пятнадцатая. Типичная следящая система и ее действие 500
15-1. Требования к типичной следящей системе 501
15-2. Статические требования 501
15-3. Динамические требования 504
15-4. Методы получения требуемой динамики системы 506
15-5. Применение демодулятора, корректирующей цепи, модулятора (четвертый метод) 507
15-6. Применение, опережающего контура и фрикционного демпфера на валу двигателя (пятый метод) 507
15-7. Использование обратной связи по напряжению через корректирующий контур (шестой метод) 509
Приложение 511
A. Краткая теория следящих систем 511
П-1. Структурные схемы 616
П-2. Метод преобразования Лапласа 516
П-3. Передаточные функции 516
П-4. Критерий устойчивости Рауса 519
П-5. Определение устойчивости методом корневого годографа 521
П-6. Правила для быстрого построения диаграммы корневого годографа 522
П-7. Определение коэффициента усиления 525
П-8. Определение устойчивости частотным методом 526
П-9. Построение приближенных логарифмических частотных характеристик 530
П-10. Многоконтурные следящие системы 536
П-11 - Коэффициенты ошибок 539
П-12. Следящие системы переменного тока 540
Б. Перечень терминов 541
B. Различные диаграммы и таблицы 546
Литература 550
1-1. Введение 10
1-2. Применение следящих систем 10
1-3. Составные части позиционной следящей системы 10
1-4. Динамическая характеристика следящей системы 15
1-5. Влияние изменения параметров 18
1-6. Влияние нелинейностей — насыщения и зазора 19
1-7. Составные части следящей системы 20
Глаза вторая. Проектирование следящих систем 23
2-1. Введение 25
2-2. Порядок проектирования 25
2-3. Изучение задачи 25
2-4. Разработка структурной схемы 29
2-5. Статический анализ 30
2-6. Коэффициенты ошибки 31
2-7. Предварительный анализ устойчивости 36
2-8. Оптимизация системы 39
2-9. Выбор исполнительного двигателя 40
2-10. Выбор передаточного числа 45
2-11. Выбор аппаратуры между источником сигнала и исполнительным двигателем 48
2-12. Предварительные испытания 50
2-13. Окончание расчета 51
2-14. Окончательные испытания 52
Глава третья. Приборы, измеряющие положение 54
3-1. Применение потенциометров 58
3-2. Конструкция потенциометров 58
3-3. Характеристики потенциометра 62
3-4. Линейность и конформность потенциометра 65
3-5. Разрешающая способность потенциометра 68
3-6. Долговечность потенциометра 71
3-7. Шумы потенциометра 72
3-8. Требования к механической части потенциометра 73
3-9. Принцип действия и применение следящих трансформаторов 76
3-10. Конструкция следящих трансформаторов 79
3-11. Характеристики следящих трансформаторов 80
3-12. Микросин 83
3-13. Применение сельсинов 85
3-14. Принцип действия сельсинов 89
3-15. Конструкция сельсинов 93
3-16. Индикаторные сельсины 96
3-17. Статические и динамические ошибки сельсинов 98
3-18. Остаточные напряжения сельсинов и фазовый сдвиг 101
3-19. Индукционные потенциометры 104
3-20. Уменьшение ошибки с помощью двухскоростной сельсинной передачи 106
3-21. Основная двухскоростная система 106
3-22. Практические схемы синхронизирующих цепей 110
3-23. Применение решающих устройств (resolvers) 115
3-24. Конструкция синусно-косинусных вращающихся трансформаторов 119
3-25. Характеристики синусно-косинусных вращающихся трансформаторов 123
Глава четвертая. Демодуляторы и модуляторы 130
4-1. Назначение и виды модуляции и демодуляции 132
4-2. Краткая теория 132
4-3. Типы демодуляторов 135
4-4. Типы модуляторов 144
4-5. Полупроводниковые модуляторы и демодуляторы 149
4-6. Практические замечания по схемам демодуляторов и модуляторов 151
4-7. Анализ цепи выпрямителя 155
Г лава пятая. Корректирующие цепи следящих систем 157
5-1. Введение 158
5-2. Обзор методов синтеза цепей 158
5-3. Синтез двухполюсников 158
5-4. Синтез элементарной скрещенной и лестничной цепей 162
5-5. Фильтры 170
5-6. Фазосмещающие контуры 176
5-7. Стабилизирующие контуры 181
5-8. Практические соображения относительно проектирования стабилизирующих цепей следящих систем 186
Глава шестая. Усилители следящих систем 190
6-1. Описание усилителей следящих систем 190
6-2. Желательные характеристики 191
6-3. Обратная связь в усилителях 193
6-4. Силовое питание усилителей 194
6-5. Конструктивные соображения по ламповым усилителям 197
6-6. Типичная схема лампового усилителя и ее действие 203
6-7. Шумы, линейность и искажения в ламповых усилителях 207
6-8. Конструктивные соображения по полупроводниковым усилителям 209
6-9. Типичная полупроводниковая схема и ее действие 220
6-10. Шумы, линейность и температурная стабильность усилителей на полупроводниках 221
6-11. Принцип действия тиратронного управления 227
6-12. Управление тиратронами 229
6-13. Типичная следящая система с тиратронами и ее действие 231
6-14. Преимущества и недостатки магнитных усилителей 236
6-15. Теория магнитного усилителя 238
6-16. Действие типовой двухполупериодной схемы 241
6-17. Полная схема усилителя 242
6-18. Кривая намагничивания (ВН) и обмотки смещения 249
6-19. Различные схемы магнитных усилителей 253
6-20. Практические расчетные соображения и конструкция усилителей 258
6-21. Полупроводниковые магнитные усилители 265
6-22. Управляемый выпрямитель 269
6-23. Электромашинные усилители. Система Вард-Леонарда 271
6-24. Регулекс- и рототрол-генератор 274
6-25. Принцип действия и практика применения амплидин-генератора 279
Глава седьмая. Серводвигатели 289
7-1. Применение серводвигателей 291
7-2. Принцип действия серводвигателя переменного тока 291
7-3. Динамические и статические характеристики серводвигателей 294
7-4. Передаточная функция серводвигателей 301
7-5. Конструкция серводвигателей переменного тока 306
7-6. Серводвигатели постоянного тока 312
7-7. Демпферы серводвигателей 317
7-8. Муфты 322
7-9. Генератор момента и генератор силы 326
7-10. Исполнительные механизмы 327
Глава восьмая. Приборы, измеряющие скорость 328
8-1. Принцип действия тахогенераторов 331
8-2. Применение тахогенераторов 331
8-3. Конструкция тахогенераторов переменного тока 336
8-4. Характеристики тахогенераторов переменного тока 338
8-5. Конструкция тахогенераторов постоянного тока 342
8-6. Характеристики тахогенераторов постоянного тока 343
8-7. Тахогенераторы постоянного тока для линейного движения 345
Глава девятая. Приборы, измеряющие ускорение 346
9-1. Введение 347
9-2. Сейсмические акселерометры. Принцип действия 347
9-3. Конструкция сейсмических акселерометров 355
9-4. Конструктивные соображения по акселерометрам 361
9-5. Тарирование и испытание акселерометров 364
9-6. Акселерометры с уравновешиванием силы. Принцип действия 368
9-7. Конструкция акселерометров с уравновешиванием силы 370
9-8. Прибор для измерения пути, построенный на принципе уравновешивания силы 371
Г лава десятая. Гироскопы 375
10-1. Применение гироскопов 380
10-2. Принцип действия гироскопа 380
10-3. Ограниченный гироскоп и его конструкция 384
10-4. Конструкция свободного гироскопа 387
10-5. Конструкция скоростного гироскопа 390
10-6. Гировертикаль 392
10-7. Некоторые соображения о конструктивных особенностях гироскопов 394
10-8. Дрейф гироскопа 398
Глава одиннадцатая. Гидравлические и пневматические системы 402
11-1. Достоинства и недостатки гидравлических систем 404
11-2. Свойства масел 404
11-3. Насосы с постоянным объемным расходом (постоянной производительности) 406
11-4. Насосы и двигатели переменной производительности 407
11-5. Аккумуляторы 413
11-6. Регулирующие клапаны 414
11-7. Гидравлические усилители 418
11-8. Гидравлическая силовая следящая система 426
11-9. Достоинства и недостатки пневматических систем 429
11-10. Пневматические устройства 430
11-11. Пневматическая силовая следящая система 433
Г лава двенадцатая. Производство следящих систем 436
12-1. Введение 437
12-2. Вспомогательные механические устройства 437
12-3. Зубчатые колеса в следящих системах 443
12-4. Производство шестерен 449
12-5. Зубчатые передачи 452
12-6. Подшипники 458
12-7. Механическая сборка.463
12-8. Электрические элементы и их монтаж 466
Глава тринадцатая. Настройка следящих систем и обнаружение неисправностей в их работе.469
13-1. Введение 471
13-2. Соединение двигателей с сельсинами 471
13-3. Установка отсчетного положения 471
13-4. Установка нулевого положения сельсинов 471
13-5. Установка нулевого положения сельсина-датчика 472
13-6. Установка нулевого положения дифференциального датчика 472
13-7. Установка нулевого положения управляющего сельсин-трансформатора 473
13-8. Установка нулевого положения двухскоростной сельсинной системы 474
13-9. Выверка гироскопов и акселерометров 475
13-10. Регулировка фаз напряжений 475
13-11. Усиление, масштабные множители и другие уставки 476
13-12. Обнаружение неисправностей 477
Глава четырнадцатая. Испытание следящих систем 479
14-1. Введение 480
14-2. Модуляция несущей 480
14-3. Измерение фазы несущей 481
14-4. Измерение сигнала модулированной несущей 484
14-5. Измерение углового положения 489
14-6. Измерение моментов 491
14-7. Измерение гистерезиса, порога чувствительности и линейности 492
14-8. Источники сигнала 493
14-9. Оборудование для комплексных испытаний.498
Глава пятнадцатая. Типичная следящая система и ее действие 500
15-1. Требования к типичной следящей системе 501
15-2. Статические требования 501
15-3. Динамические требования 504
15-4. Методы получения требуемой динамики системы 506
15-5. Применение демодулятора, корректирующей цепи, модулятора (четвертый метод) 507
15-6. Применение, опережающего контура и фрикционного демпфера на валу двигателя (пятый метод) 507
15-7. Использование обратной связи по напряжению через корректирующий контур (шестой метод) 509
Приложение 511
A. Краткая теория следящих систем 511
П-1. Структурные схемы 616
П-2. Метод преобразования Лапласа 516
П-3. Передаточные функции 516
П-4. Критерий устойчивости Рауса 519
П-5. Определение устойчивости методом корневого годографа 521
П-6. Правила для быстрого построения диаграммы корневого годографа 522
П-7. Определение коэффициента усиления 525
П-8. Определение устойчивости частотным методом 526
П-9. Построение приближенных логарифмических частотных характеристик 530
П-10. Многоконтурные следящие системы 536
П-11 - Коэффициенты ошибок 539
П-12. Следящие системы переменного тока 540
Б. Перечень терминов 541
B. Различные диаграммы и таблицы 546
Литература 550
DJVU
PDF