Все силы, действующие в чувствительных элементах автоматических регуляторов, были приведены к муфте и заменены двумя противоположно направленными силами: восстанавливающей Е и поддерживающей А?p2, причем последняя возникает в чувствительном элементе только в процессе работы.
Поддерживающая сила преодолевает восстанавливающую силу и перемещает муфту чувствительного элемента в некоторое положение z0. Если при работающем чувствительном элементе муфта удерживается в этом положении, то такое положение называется равновесным (установившимся).
Равновесное положение муфты чувствительного элемента может быть только в том случае, когда силы восстанавливающая Е и поддерживающая А?p2 взаимно уравновешиваются:

Это уравнение называется уравнением статического равновесия муфты. С помощью таких уравнений определяют равновесное положение муфты в зависимости от значения регулируемого параметра.

Во многих случаях математические связи восстанавливающей силы и коэффициента поддерживающей силы с перемещением муфты оказываются достаточно сложными, поэтому удобнее использовать графоаналитический способ определения равновесных положений муфты. В соответствии с этим методом необходимо предварительно построить зависимости Е =f (z) и А?p2 = f (z), затем их совместить на одном графике, и равновесное положение муфты z0 определится в виде абсциссы точки пересечения (рис. 67).
Для нескольких угловых скоростей ?р можно построить сетку характеристик А?p2 = f (z) при i = 1, 2, 3, ..., n, каждая из которых при пересечении с характеристиками Е = f (z) даст свое положение равновесия r0i, соответствующее угловой скорости ?рi (i = 1, 2, 3, ..., n). Это позволит найти связь между равновесными положениями z0i муфты и соответствующими угловыми скоростями ?рi и, следовательно, построить сетку зависимостей ?р = f (z), называемых равновесными кривыми чувствительного элемента (рис. 68).
Таким образом, равновесной кривой (статической характеристикой) чувствительного элемента называется зависимость его выходной координаты ?р от входной координаты z при равновесных (установившихся) режимах работы.
Всережимные механические чувствительные элементы с переменной предварительной деформацией пружины имеют сетку равновесных кривых, соответствующую сетке характеристик восстанавливающей силы Е = f (z) (штриховые кривые на рис. 67).
Равновесную кривую чувствительного элемента можно получить экспериментальным путем на обычном безмоторном стенде при возможности замера задаваемых угловых скоростей грузов сор и соответствующих положений z муфты.

Если при этом для выбранной точки равновесной кривой известно числовое значение восстанавливающей силы Е, то по уравнению (202) может быть определено числовое значение инерционного коэффициента чувствительного элемента по отношению
А = E / ?p2.
Равновесная кривая чувствительного элемента является одной из основных статических характеристик регулятора. Форма равновесной кривой существенно влияет на форму характеристики двигателя, работающего под воздействием автоматического регулятора.
|