Cтраница 4
Достигается это регулированием поступления воды в турбину, для чего направляющие колеса снабжаются подвижными лопатками, вращением которых изменяют количество воды, попадающей в турбину. Лопатки регулируются либо вручную, либо с помощью автоматов, действующих по принципу регулятора Уатта. [46]
Информация, полученная датчиками, используется для разработки стратегии управления. Опять-таки в зависимости 0т сложности самой стратегии ее разработкой могут заниматься либо столь простые системы, как регулятор Уатта, грузик, подвешенный на пружинках, или простой нервный контур, заставляющий нас отдергивать руку, если мы прикоснулись к чему-то горячему, либо столь сложные системы, как современная цифровая вычислительная машина или мозг человека. [47]
Таким образом, в роботе может быть много уровней сложности. Таймер электропечи является простым роботом сервомеханизма синхронизации. Регулятор Уатта и регулятор рулевого управления большого корабля выполняют функции робота с отрицательной обратной связью. Автоматический дроссель на автомобиле, система кондиционирования воздуха и гироскоп относятся к тому же классу. Затем следует основной компонент электронной системы обработки данных - центральный процессор. [48]
Таким образом, в роботе может быть много уровней сложности. Таймер электропечи является простым роботом сервомеханизма синхронизации. Регулятор Уатта и регулятор рулевого управления большого корабля выполняют функции робота с отрицательной обратной связью. Автоматический дроссель на автомобиле, система кондиционирования воздуха и гироскоп относятся к тому же классу. Затем следует основной компонент электронной системы обработки данных - центральный процессор. [49]
До сих пор мы все время считали, что план работы паровой машины состоит в том, чтобы поддерживать скорость постоянной, поэтому величину о мы тоже считали постоянной. Однако легко сообразить, что все сказанное выше остается справедливым, если скорость не остается постоянной, а должна изменяться со временем по какому-либо закону. Меняя вес или расположение грузов в регуляторе Уатта, мы легко достигнем такого изменения скорости. [50]
В 1871 г. им была опубликована первая серьезная теоретическая работа в области регулирования О центробежном уравнителе. Чебышев знал, в каком направлении работают инженеры, проектирующие регуляторы. Он теоретически показал, что простым изменением формы плеч регулятора Уатта неравномерность работы его можно сделать сколь угодно малой. Этим был положен конец исканиям конструкций регуляторов с возможно малой неравномерностью работы. [51]
Эри заметил, что в некоторых случаях такой механизм работает с нарастающими колебаниями угловой скорости. При помощи очень сложных математических приемов приближенного решения дифференциальных уравнений движения, пренебрегая силами трения в механизме, Эри в 1840 г. показал, что равномерное вращение астрономической трубы при помощи регулятора Уатта недостижимо. [52]
Предположим теперь, как мы это делали выше, что нагрузка паровой машины уменьшилась, потому что, например, отключилась часть потребителей. Количество энергии, расходуемой в нагрузке в единицу времени, уменьшилось, но количество энергии, поступающей в паровую машину, остается тем же самым. Равновесие нарушилось, и скорость вращения вала неизбежно должна увеличиться. Это и делает регулятор Уатта. [53]
Такие системы пргдставляют особый интерес, потому что часто встречаются в приложениях. Достаточно указать, что Почти все наши машины представляют системы с одной степенью Свободы. Мы встречаем в машинах системы с двумя и более Степенями свободы только в исключительных случаях. Напри-Мер, паровая машина с регулятором Уатта представляет систему С двумя степенями свободы; зчесь перемещения муфты регулятора не имеют определенной кинематической связи с перемещениями кривошипного механизма машины. [54]