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 безотказности 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.
ОТ РЕДАКТОРОВ РУССКОГО ПЕРЕВОДА
Предлагаемый советскому читателю перевод книги В. Арендта «Следящие системы» существенно отличается как по содержанию, так и по форме изложения от ранее выпущенных отечественных и зарубежных книг по данному предмету. В доступной для широкого круга читателей форме в ней изложены основные сведения о физических принципах работы следящих систем и их элементов. Главное внимание уделено некоторым практическим вопросам проектирования и изготовления элементов следящих систем; рассмотрены конструктивные качества элементов с точки зрения их службы в следящей системе как целом: разрешающая способность, линейность, точность, относительная чувствительность, долговечность и др. Значительное место отведено производственным вопросам: методам изготовления, допускам, методам испытания, контроля, обнаружения и устранения неполадок, настройки элементов и систем. Приведенные автором численные данные характеристик изготовляющихся в США элементов следящих систем — потенциометров, сельсинов, электромашинных усилителей и др. могут представить интерес для лиц, занимающихся проектированием и использованием аналогичных приборов и механизмов в нашей стране.
Ограниченный объем книги не позволил автору достаточно подробно развить все ее разделы. К этому следует добавить, что не все разделы освещены в равной степени и что в них не отражены огромные достижения советской науки и практики в области следящих систем. Чтобы несколько восполнить этот пробел, в помощь советскому читателю в конце книги помещен библиографический указатель.
Книга переведена без сокращений. В большинстве случаев в переводе принята отечественная терминология; в тех случаях, когда сохранен термин оригинала, в подстрочном примечании дано соответствующее объяснение. Размерности английской системы мер как правило заменены ^размерностями метрической системы мер.
Проф. А. В. Фатеев И нэк. Т. М. Райцын
ИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ АВТОРА
Настоящая книга возникла из необходимости дополнить университетский курс теории следящих систем сведениями по электрическим цепям, электрическим и механическим устройствам и практическим вопросам проектирования и изготовления следящих устройств.
Книга базируется на опыте автора и на сведениях из официальных документов и из литературы.
Чтобы сделать книгу более полезной, в электрических- схемах указаны численные характеристики элементов схемы, а в таблицах приведены характеристики типовых агрегатов. Эти данные могут изменяться, поэтому пользоваться ими нельзя без сверки с более поздними заводскими спецификациями. Некоторые данные зависят также от рабочих условий, которые не указаны в таблицах. В книге используются терминология и символика, применяемые в настоящее время Американским обществом инженеров-механиков и Американским обществом инженеров-электриков.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава первая. Действие простой следящей системы ........... 9
1. Применение........................... —
2. Принцип действия простой следящей системы........ 10
3. Динамическая характеристика следящей системы....... 14
4. Влияние изменения параметров ................ 16
5. Влияние насыщения . . . -.................... 18
6. Составные части следящей системы .............. —
Глава вторая. Потенциометры....................... 21
1. Применение ........................... —
2. Конструкция........................... 24
3. Характеристики......'................... 25
4. Линейность............................ 27
5. Разрешающая способность ................... 30
6. Долговечность.......................... 32
7. Шумы............................... —
8. Механические допуски ..................... 33
Глава третья. Сельсины и другие измерители рассогласования .... 36
1. Ш-образный трансформатор................... —
2. Микросин............................. 39
3. Сельсины............................. 40
4. Принципы действия сельсинов................. 41
5. Индикаторные сельсины.................... 49
6. Ошибки сельсинов........................ 50
7. Динамические ошибки сельсинов ............... 52
8. Остаточные напряжения сельсинов............... 53
9. Фазовое смещение сельсинов.................. 55
10. Электрические решающие устройства ............. 56
11. Индукционные потенциометры................. 61
Глава четвертая. Синхронизирующие цепи двухскоростной передачи
сигнала................................ 63
1. Уменьшение ошибки с помощью зубчатой передачи..... —
2. Основная двухскоростная система............... 65
3. Принцип действия........................ 66
4. Практические схемы ...................... 70
5. Сдвигающее напряжение.................... 76
Глава пятая. Демодуляторы и модуляторы ............... 80
1. Принцип действия фазочувствительных выпрямителей ... —
2. Вибратор как демодулятор................... 82
3. Принцип действия электронного фазочувствительного выпрямителя.............................. 84
4. Триодный демодулятор....................•. 86
5. Двухполупериодный фазочувствительный выпрямитель . , , 87
6. Кольцевой демодулятор..................... 87 .
7. Влияние положения земли в схемах на напряжение пульсаций 89
8. Практические соображения относительно цепей фазочувстви-тельных выпрямителей ..................... 90
9. Вибратор как модулятор.................... 91
10. Цепи электронных модуляторов................ 92
11. Насыщение............................ 95
12. Шумы............................... 97
13. Магнитный модулятор ..................... 98
14. Анализ цепи выпрямителя................... 99
Глава шестая. Корректирующие цепи................... 101
1. Фильтры............................. 102
2. Фазосмещающие контуры.................... 105
3. Контуры, компенсирующие (выравнивающие) затухание ... 110
Глава седьмая. Электронные усилители.................. 115
1. Описание усилителей следящих систем............ —
2. Желательные характеристики ................. 116
3. Шумы............................... 118
4. Линейность ........................... 119
5. Искажение............................ —
6. Остаточные напряжения ...........'....... . . . —
7. Обратная связь......................... 120
8. Силовое питание............''............. 121
9. Тиратроны............................ 122
10. Управление тиратронами.................... 124
11. Следящие системы с тиратронами............... 125
12. Управление двигателем переменного тока с помощью тиратронов................................. 130
13. Номинальные значения величин в тиратроне......... 131
Глава восьмая. Тахогенераторы...................... 132
1. Применение.......................... . —
2. Применение тахогенераторов переменного тока в следящих системах ............................. 134
3. Применение тахогенераторов постоянного тока........ 137
4. Конструкция тахогенераторов переменного тока....... 138
5. Характеристики тахогенераторов переменного тока...... 139
6. Характеристики тахогенераторов постоянного тока ..... 143
Глава девятая. Серводвигатели ...................... 145
1. Цепи управления........................ —
2. Конструкция........................... 148
3. Статические характеристики .................. 151
4. Динамические характеристики................. 154
5. Вычисление сопрягающей частоты............... 156
6. Серводвигатели постоянного тока ............... 158
Глава десятая. Фрикционные демпферы ................. 162
1. Конструкция........................... 163
2. Анализ работы.......................... 164 •
Глава одиннадцатая. Магнитные усилители............... 168
1. Принцип действия...................'..... —
2. Достоинства............................ 170
3. Недостатки............................ —
4. Теория магнитных усилителей................. —
5. Действие типовой двухполупериодной схемы......... 174
6. Полная схема усилителя.................... 176
7. Вид кривых ВН....................•. . . . 181
8. Обмотки смещения .............".......... 185
9. Схемы магнитных усилителей ................. 187
10. Расчет усилителя ........................ 192
11. Выпрямители........................... 193
12. Конструкция усилителя..................... 195
Глава двенадцатая. Электромашинные усилители............ 197
(р Система Вард-Леонарда..........,.......... -т-
2. Регулекс- и рототрол-генераторы............... . 201
3. Амплидин-генератор....................... 206
4. Динамика амплидина...................... 208
5. Экспериментальное определение характеристик ....... 211
6. Щетки .............................. —
7. Регулирование.......................... 212
8. Обмотки............................. —
9. Стабилизирующие средства................... —
Глава тринадцатая. Гидравлические системы............... 214
1. Достоинства........................... 215
2. Недостатки............................ —
3. Гидравлические элементы.................... —
4. Свойства масла ......................... 216
5. Насосы постоянной производительности............ 217
6. Аккумулятор........................... 219
7. Регулирующие клапаны . . ................... —
8. Гидравлический усилитель................... 222
9. Насосы и двигатели переменной производительности .... 230 10. Гидравлическая силовая следящая система.......... 236
Глава четырнадцатая. Проектирование следящих систем ....... 239
1. Порядок проектирования.................... 240
2. Изучение задачи......................... 241
3. Статические требования..................... 243
4. Динамические требования.................... 245
5. Передача шумов......................... 246
6. Запас устойчивости....................... 247
7. Коэффициенты ошибок ..................... 248
8. Выбор исполнительного двигателя............... 250
9. Выбор передаточного числа .................. 253
10. Выбор аппаратуры между источником сигнала и исполнительным двигателем.......................... 256
П. Предварительные испытания.................. 258
12. Методы улучшения динамики системы ............ 259
13. Окончательные испытания ................... 263
Глава пятнадцатая. Производство следящих систем .......... 264
1. Вспомогательные механические элементы........... —
2. Зубчатые передачи........................ 267
3. Инерция зубчатых колес.................... 269
4. Погрешности зубчатых колес.................. 271
о. Контроль зубчатых колес.................... 272
6. Изготовление зубчатых колес.................. 274
/. Требования к собранной зубчатой передаче ......... 275
«. Подшипники........................... 280
9. Расположение установочных отверстий ..'.....'..... 282
10. Механическая сборка...................... 285
11. Электрические элементы и их сборка............. 288
Глава шестн/Лцатая. Настройка следящих систем и поиски нарушений
в их работе.............................. 290
1. Установка отсчетного положения ...............
2. Установка нулей сельсинов .................. 292
3. Установка нуля сельсина-датчика............... —
4. Установка нуля дифференциального датчика......... 293
5. Установка нуля управляющего сельсина-трансформатора 294
6. Соединения сельсинов...................•. . . 295
7. Установка нуля двухскоростной сельсинной системы .... —
8. Регулировка фазных напряжений............... —
9. Прочие регулировки....................... 297
10. Поиски нарушений в работе . . ,............... —
Глава семнадцатая. Испытания следящих систем............ 299
1. Измерение фазы несущей.................... 300
2. Измерение сигнала модулированной несущей......... 302
3. Измерение углового положения ....,....'....... 304
4. Измерение моментов....................... 306
5. Источники сигнала ....................... 307
6. Оборудование объединенных испытаний............ 311
Глава восемнадцатая. Типичная следящая система и ее действие .... 313
1. Требования к проектированной системе............ —
2. Статические требования..................... —
3. Динамические требования.................... 315
4. Методы получения требуемой динамики системы....... 317
5. Применение четвертого метода................. 3!8
6. Применение пятого метода................... 320
7. Применение шестого метода .................. —
Приложение. Перечень терминов........................ 323
» Краткие сведения по теории следящих систем....... 327
» Пояснения к минимально-фазовому графику........ 350
Питература................................... 354
Цена: 300руб.
