Усложнение задач, решаемых современной техникой, привело к широкому использованию вычислительных устройств. Ни одна страна не может успешно развивать свою экономику, технику, науку, если она не располагает современными системами автоматики и вычислительными устройствами для значительного сокращения сроков решения сложных научно-технических вопросов и автоматизации обработки информации.
Системы автоматики и вычислительные устройства состоят в основном из одинаковых элементов. Зная их назначение, принцип действия и характеристики, можно создать необходимую систему, выполняющую какие-то определенные функции без непосредственного участия человека.
Преимущества автоматизации особенно ярко проявляются при использовании электрических элементов. Их применение в автоматических системах позволяет:
— стандартизировать элементы для измерения самых разнообразных физических величин;
— передавать сигнал на значительное расстояние;
— преобразовывать сигнал из одного вида в другой и усиливать его для получения значительных мощностей;
— повышать чувствительность, точность и быстродействие автоматических систем;
— уменьшать габариты и вес автоматических систем.
В настоящем учебном пособии рассмотрены наиболее важные и распространенные электрические элементы и автоматические системы применительно к задачам маломощной приборной автоматики.
В первой части книги представлены основные электрические элементы автоматики и вычислительной техники, из которых может быть построено большинство современных автоматических систем— самоуправляемых, самонастраивающихся, самоорганизую-
щихся и т. д. Однако правильное, рациональное построение автоматических систем требует знания основных принципов их построения.
Во второй части изложены методы построения автоматических систем по заданным техническим требованиям, методы улучшения качества процесса регулирования, описаны электрические вычислительные устройства и даны основы телеуправления.
Приведенные примеры автоматических систем не могут охватить всего их многообразия, ню должны дать представление об общей методике построения и анализа автоматических систем
в целом.
Автор считает своим долгом выразить благодарность Е. Р. Шура-Бура и Э. И. Гитису за ряд ценных замечаний и советов, сделанных ими при просмотре и рецензировании рукописи.
Автор просит читателей присылать свои отзывы и критические замечания по адресу: Москва, К-51, Петровка, 24, издательство «Машиностроение».
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Предисловие............................ 3
Часть первая Элементы автоматики и вычислительной техники
Глава I. Электрические датчики................... 7
1.1. Датчики сопротивления................... 9
\f 1.1.1. Потенциометрические датчики .............. 9
1.1.2. Термометры сопротивления............... 17
1.1.3. Полупроводниковые терморезисторы (термисторы)..... 20
1.1.4. Фотоэлементы с внутренним фотоэффектом (фоторезисторы) 23 у 1. 1.5. Индуктивные датчики.................. _26
1. 2. Датчики э. д. с........................ 30
Д/ 1.2. 1. Термопары....................... 30
1.2.2. Магнитно-индукционные датчики (тахогенераторы<)..... 32
1.2.3. Сельсины в трансформаторном режиме.......... 36
Глава П. Электрические усилители.................. 39
2. 1. Электронные и полупроводниковые усилители......... 40
2. 1. 1. Общие вопросы построения электронных и полупроводниковых усилителей..................... 40
2. 1.2. Модуляторы и входные схемы............... 45
2. 1.3. Демодуляторы..................... 51
2.2. Магнитные усилители.................... 55
2.2.1. Принцип действия магнитного усилителя......... • 55
2. 2. 2. Простейший магнитный усилитель............. 5/
2.2.3. Двухтактные магнитные усилители............. • ^0
2. 2.4. Магнитные усилители с обратной связью......... ""
2. 3. Электромашинные усилители..................
70 Глава III. Электрические реле . .,..................
3. 1. Электромагнитные реле ....................
3. 1. 1. Энергетические характеристики............• . ?г
3. 1.2. Контакты реле...................... 7о
• 3. 1. 3. Временные характеристики................ по
3. 1.4. Поляризованные реле . ................•
v 3.2. Электронные реле.....................• _„
3.2. 1. Принцип действия...................• од
^ 3. 2. 2. Электронные реле времени...............¦ gj
^ 3.2. 3. Электронные реле по мостовой схеме..........• ,.
\; 3.3. Бесконтактные реле (триггеры)...............• пк
Стр.
3. 3. 2. Бесконтактные электронные реле............. 97
3. 3. 3. Бесконтактные полупроводниковые реле.......... 99
3. 3. 4. Магнитные бесконтактные реле.............. 100
Jw- 4. Тиратронные реле...................... 101
3.4.1. Основные свойства тиратронов.............. 101
3. 4.2. Управление током через тиратрон при переменном анодном
и постоянном сеточном напряжениях........-. . . 105
3.4.3. Управление током через тиратрон при переменных анодном
и сеточном напряжениях................ 107
3.4.4. Использование тиристоров................ 109
Глава IV. Электрические исполнительные элементы........... ПО
4. 1. Характеристики основных типов электродвигателей...... 111
4. 1. 1. Электродвигатель постоянного тока с независимым возбуж-
дением........................ 111
4.1.2. Электродвигатели переменного тока............ ПЗ
4.2. Переходные процессы в электродвигателях........... 117
4.2. 1. Уравнение движения . . .'................ 117
4.2.2. Характер переходных процессов............. 119
4.3. Электромагнитные муфты . ................. 121
Глава V. Электрические вычислительные элементы........... 123
.5. 1. Элементы для функционального преобразования механических
величин в электрические сигналы................ 123
5.1.1. Функциональные потенциометры' . ._............ 124 ;•
5.1.2. Синусно-косинусные потенциометры '. . ......... 130
5. 1.3. Поворотные трансформаторы............... 132
5.2. Элементы для выполнения математических операций с электрическими сигналами....................... 137
5.2.1. Суммирование электрических сигналов........... 137
.5. 2. 2. Дифференцирование и интегрирование электрических сигналов 141
5.2.3. Функциональное преобразование электрических сигналов . . 151
5. 2. 4. Умножение и деление электрических' сигналов....... 154
Часть вторая Автоматические системы
Глава VI. Основные понятия теории автоматического регулирования . . . 155
6. 1. Основные понятия и определения............... 155
6. 1. 1. Структура автоматических систем ..... ....... 155
6. 1.2. Установившийся режим систем автоматического регулирования ......................... 158
6. 1. 3. Переходные процессы в системах автоматического регулирования ........................ . 161
6.1.4. Требования, предъявляемые к системам автоматического регулирования ....................... 1^2
6. 1.5. Классификация систем автоматического регулирования . . • 1°3
6.2. Дифференциальное уравнение переходного процесса...... 166
6.2.1. Составление дифференциального уравнения........ 166
6. 2. 2. Анализ переходных процессов.............. 1'0
6.3. Системы автоматического регулирования с интегральным управ-
лением (астатические системы) ............. 1'5
6.3.1. Понятие об интегральном управлении........... |?5
6.3.2. Составление дифференциального уравнения........ JJ6
6.3.3. Выбор основных параметров ,.............. 1°^
305
Стр. 1
Глава VII. Типовые элементы автоматических систем и способы оценки J
устойчивости . ......................... 187
7.1. Операторная запись дифференциальных уравнений....... 187
7. 1. 1. Понятие об операторном методе............. 187
7.1.2. Характеристики типовых звеньев и их соединений..... 189
7.1.3. Логарифмические частотные характеристики типовых звеньев 195 7.2. Критерии устойчивости .................... . 199
7.2.1. Критерий устойчивости Гурвица ............. 200
7. 2. 2. Характеристики разомкнутой и замкнутой системы..... 202
7.2. 3. Критерий устойчивости Найквиста............. 204
7. 2.4. Критерий устойчивости Михайлова ............ 206
7. 2. 5. Применение критериев к исследованию устойчивости .... 209
7.2.6, Оценка устойчивости по логарифмическим характеристикам 211
Глава VIII. Методы улучшения качества процесса регулирования .... 217
8.1. Последовательная стабилизация................ 218
8. 1.1. Общие положения.................... 218
8.1.2. Использование идеальных дифференцирующих звеньев . . . 219 i8.2. Параллельная стабилизация (введение внутренних обратных свя-r aeftf*............................ 223
8.2.1. Общие положения.................... 223
8.2.2. Жесткая внутренняя обратная связь............ 224
8. 2. 3. Инерционная внутренняя обратная связь.......... "*227
8.2. 4. Гибкая внутренняя обратная связь (изодромная).....228
Глава IX. Электрические вычислительные устройства.......... 233
9.1. Непрерывные (аналоговые) вычислительные устройства..... 234
9.1.1. Специализированные вычислительные устройства....... 235
9.1.2. Моделирующие вычислительные устройства........ 236
9.2. Цифровые вычислительные устройства ............ 243
9.2. 1. Общие вопросы построения ЦВУ............. 244
9.2.2. Основные понятия о программировании.....'..... 249
9.2.3. Основные элементы ЦВМ '................. 254
9.2. 4. Основные функции устройства управления........ 265
9.3. Преобразование непрерывных величин в цифровые и цифровых
в непрерывные . . ,...................... 270
9. 3. 1. Преобразователи «од—напряжение (ПКН)........ 270
9. 3. 2. Преобразователи непрерывных величин в цифровые (ПНК) • 278 Глава X. Основы телеуправления.................... 286
10.1. Особенности телеуправления.....~.......... 286
10.2. Основные принципы телеуправления............. 289
10.2.1. Простая качественная система телеуправления....... 289
10.2.2. Распределительная система телеуправления........ 290
10. 2.3. Качественно-комбинационная система телеуправления ... 291
10. 2. 4. Кодовая система телеуправления.............. 292
10. 3. Типы распределителей.................... 293
10. 3.1. Распределители с двигательным и шаговым приводом . . . 293
10.3.2. Электронно-лучевые распределители........... 294
10.3.3. Релейные распределители •............... 295
10.4. Шифраторы и дешифраторы................. 297
10. 5. Особенности радиотелеуправления.............. 299
Цена: 150руб.
