Теория регулирования

Глава 20 ВВЕДЕНИЕ В ТЕОРИЮ РЕГУЛИРОВАНИЯ [c.397]

Значительный вклад в динамику машин внес своими трудами отец русской авиации Н. Е. Жуковский (1847—1921). Он был не только основоположником современной аэродинамики, но и автором целого ряда работ по прикладной механике и теории регулирования хода машин. [c.7]

На протяжении почти всей истории развития механики можно проследить взаимную связь между проблемами теоретической механики и проблемами техники и физики. Теоретическая механика в наши дни черпает проблемы, нуждающиеся в разработке, из конкретных вопросов космонавтики, вопросов автоматического регулирования движения машин, их расчета и конструирования, из вопросов строительной механики и т. д. Так возникли новые разделы теоретической механики. Например, современная теория колебаний систем материальных точек и теория устойчивости движения в значительной степени обязаны своим развитием необходимости изучения вибраций летательных аппаратов и различных деталей инженерных сооружений, машин и механизмов, необходимости создания надежной теории регулирования движения машин. Конечно, и теоретическая механика влияет на развитие отраслей техники, связанных с расчетами и конструированием деталей машин и инженерных сооружений. Этим объясняется значимость теоретической механики как науки. [c.19]

Задача об устойчивости движения имеет существенное теоретическое и прикладное значение. Первые вопросы, относящиеся к теории устойчивости движения, были связаны с задачами небесной механики и с проблемами космогонии. Но скоро основное значение начали приобретать проблемы, связанные с теорией регулирования движения машин. В настоящее время развитие теории устойчивости движения связано с успехами в исследовании космоса. Здесь не рассматривается историческое развитие теории устойчивости движения, а отмечаются лишь отдельные фрагменты ее эволюции ). [c.322]

Термин, принятый в теории регулирования мащин. [c.174]

В книге описаны методы структурного и кинематического анализа рычажных, кулачковых и зубчатых механизмов, приведена классификация этих механизмов. Рассмотрены вопросы силового анализа и уравновешивания механизмов и их энергетические характеристики, а также основные принципы теории регулирования машинных агрегатов. Значительное внимание уделено вопросам проектирования типовых плоских и пространственных механизмов по заданным кинематическим характеристикам. [c.6]

Одной из естественных тенденций в развитии машин явилась тенденция к повышению их рабочих скоростей, мощностей и передаваемых сил. До Великой Октябрьской социалистической революции вопросы динамики машин и механизмов были развиты сравнительно мало. В основном изучалась динамика паровых машин, некоторые вопросы динамики поршневых двигателей внутреннего сгорания и теория регулирования неравномерности движения этих машин. Динамика технологических машин начала разрабатываться только после революции. Первые исследования по динамике технологических машин были посвящены сельскохозяйственным машинам. В основу их были положены труды акад. В. П. Горячкина. До 30-х годов нашего столетия работы по динамике машин и механизмов продолжали носить прикладной характер. Рассматривались отдельные задачи динамики применительно к авиадвигателям, сельскохозяйственным, текстильным, пищевым, горным и другим машинам. В основном рассматривались задачи кинетостатики, уравновешивания масс, подбора маховых масс и некоторые вопросы крутильных колебаний валов двигателей внутреннего сгорания. В период с 1930 по 1940 г. на основе развития теории структуры механизмов появляются работы более общего плана, в которых излагаются методы кинетостатического исследования как плоских, так и пространственных механизмов. Начинают развиваться методы динамического исследования зубчатых, кулачковых и других видов механизмов. [c.29]

В 30-х годах современная теория автоматического регулирования только зарождалась. В наследство от классической теории регулирования хода машин, основы которой были заложены Вышнеградским и Стодолой, был получен критерий устойчивости Раута — Гурвица для определения устойчивости линейных систем, кривые Вышнеградского, пригодные для выбора параметров линейных систем 3-го порядка и некоторые другие результаты. Потребности развития новой техники и автоматизации технологических процессов настоятельно требовали введения более сложных и качественных систем автоматического регулирования. Для выполнения этих задач требовались новые эффективные методы расчета автоматических регуляторов. Результаты, полученные в классической теории регулирования хода машин, постепенно были распространены на регулирование электрических параметров, тепловых процессов и т. д. К концу 30-х годов в теории регулирования наметился серьезный сдвиг, связанный с введением частотных представлений. Повышение быстродействия и увеличение точности производственных процессов требовали от автоматических регуляторов не только устойчивости, но и высокого качества регулирования. Таким образом, в 30-е годы расширяется понятие о регулировании машин, постепенно осуществляется переход к регулированию технологических процессов и выдвигаются новые задачи теории регулирования исследование качества регулирования, синтез регуляторов и т. д. [48]. [c.237]

На основе работ, выполненных в 1936 г. в ВЭИ, в 1938—1939 гг. были опубликованы исследования А. В. Михайлова, который предложил использовать в теории регулирования частотные методы, ранее применявшиеся в радиотехнике, и сформулировал новый критерий устойчивости линейных систем автоматического регулирования. В 1939 г. в ВЭИ В. В. Солодовников применил преобразование Лапласа для решения задач теории регулирования и провел анализ устойчивости системы регулирования с распределенными параметрами. [c.238]

В 1901 г. в Московском техническом училище был поставлен спецкурс по теории регулирования хода машин до того времени отдельно читалась теория махового колеса и отдельно — элементарная статическая теория регуляторов. Этот курс, в основу которого были положены классические работы И. А. Вышнеградского, разрабатывался в МТУ уже с конца XIX века в 1895 г. [c.25]

Приблизительно в эти годы, как мы видели выше, возникает новое направление в теории машин — теория регулирования машин как предмет преподавания, сперва [c.92]

А после защиты диссертации жизнь потекла обычным порядком. Возвращался Ассур с работы поздно, да и работы у него прибавилось, с весны 1915 г. он начал читать специальный курс прикладной механики, теории регулирования машин и теории регуляторов для студен-тов-механиков. В том же году он начинает вести преподавание по курсам теоретической и прикладной механики в Петроградском технологическом институте. [c.176]

Свойства машины с регулятором при резких изменениях нагрузки были предметом многих исследований. Можно сказать, что основы теории регулирования были заложены в трудах И. А. Вышнеградского в 1876—1877 гг. [52]. Машина, находящаяся под нагрузкой, и ее регулятор образуют систему с двумя степенями свободы, если регулирование является прямым (непосредственным). В качестве обобщенных координат Лагранжа обычно выбираются ход втулки регулятора h и угол поворота маховика ф. При расчетах вал принимается абсолютно жестким, так как частота колебаний вала в процессе регулирования бывает значительно ниже частоты собственных крутильных колебаний вала, В основе исследования лежит рассмотрение кинетической и потенциальной энергии регулятора и машины, выраженных через /г и ф. Для большей общности анализа предположим, что кинетическая энергия определяется выражением [c.375]

Прежняя, так называемая статическая теория регулирования, основывалась только на характеристике регулятора [67]. Из уравнений (7.31 а, Ь) можно для известной нагрузки найти соответствующее число оборотов По. Это решение будет однозначным, и кривая (Ло, соо) должна с увеличением йо монотонно повышаться. [c.378]

Решение обеих указанных задач составляет содержание отдела динамики машин, известного под названием теории регулирования машин. Обе задачи весьма типичны и важны, но мы остановимся в дальнейшем на изложении только первой из них. [c.202]

За 50 лет своей преподавательской деятельности Иван Иванович подготовил многочисленные кадры инженеров. Он читал лекции по теории механизмов и машин, синтезу механизмов, динамике машин, общей теории колебаний, теории регулирования машин, уравновешиванию авиационных и морских двигателей, теории сельскохозяйственных машин, теории пространственных механизмов, основам теории машин-автоматов, теории и расчету мельничных машин, теории крутильных колебаний валов двигателей и другим дисциплинам. Он первым поставил преподавание общего курса теории механизмов и машин в университете прочитал для студентов механико-математического факультета МГУ ряд спецкурсов. Если учесть, сколько студентов изучает механику машин по учебникам и учебным пособиям И. И. Артоболевского, то окажется, что число его косвенных учеников превысило не одну сотню тысяч. Он был непосредственным руководителем более 100 кандидатских и докторских диссертаций. Среди учеников Артоболевского много ученых из социалистических стран. Едва ли не все ученые, специалисты в области теории механизмов, работающие в союзных республиках,— его ученики. Воспитание национальных кадров — одно из важных направлений его педагогической деятельности. Работу И. И. Артоболевского в Обществе по распространению политических и научных знаний (реорганизованного с 1963 г. во Всесоюзное общество Знание ) можно такл<е считать частью его научной и педагогической деятельности. В 1966 г. он возглавил Правление Всесоюзного общества Знание , которым бессменно руководил до конца жизни. [c.21]

В разное время Артоболевским были прочитаны курсы теория механизмов и машин, синтез механизмов, динамика машин, общая теория колебаний, теория регулирования машин, уравновешивание авиационных и морских двигателей, теория сельскохозяйственных машин, теория и расчет мельничных машин, теория крутильных колебаний валов двигателей, теория пространственных механизмов, основы теории машин-автоматов. Более десятка курсов — хватило бы не на одного квалифицированного преподавателя А ведь Артоболевский не просто читал готовые курсы. Он их все время совершенствовал, углублял. Постоянно проверял лекционный материал, выясняя те места, которые оказывались трудными для понимания, и находил для них методически более правильные решения. Его лекции, его преподавательская работа были продуктом творческой научной деятельности. Вот почему, преподавая практически всю жизнь, он сумел избежать профессиональной болезни некоторых педагогов — однообразного чтения выверенного, устоявшегося и всеми признанного курса. [c.67]

Как указывалось выше, теория и проектирование машин и систем машин автоматического действия родились на стыке двух наук механики машин и теории управле ния. Механика машин развивалась и развивается на базе теории механизмов и машин, а теория управления — на базе классической теории регулирования. Привлекая к решению своих задач аппарат современной математики, достижения в области физических наук, используя теоретическую механику, теорию информации, кибернетику, электронику и другие фундаментальные науки, механика машин и теория управления машинами призвана развивать инженерные методы анализа и синтеза машин-автоматов и систем машин автоматического действия. [c.133]

Ш. Теория регулирования машин. [c.7]

Во введении к первому тому мы отметили выдающиеся результаты, полученные о теории усюйчивости М. Е. Жукооскп.м и А. М. Ляпуновым. Следует также отметить исследования в этой области Э. Раута. Особо важные результаты получены А. М. Ляпуновым, создавшим наиболее совершенную для его времени теорию устойчивости движения. Мы рассмотрим некоторые результаты, полученные Л. М. Ляпуновым при изучении основных положений этой теории. Исследования А. М. Ляпунова успешно продолжали и развивали советские механики Н. Г. Четаев, В. В. Степанов, Г. В. Каменков и др. Кроме исследований по общей теории устойчивости эти ученые решили ряд конкретных задач техники, связанных с теорией регулирования движения машин и т. д. [c.38]

Самым выдающимся механиком нашей Родины является Н. Е. Жуковский (1847—1921) — национальная гордость русской науки. Почти четвертая часть его работ относится непосредственно к теоретической механике. Работа Н. Е. Жуковского О гидравлическом ударе получила мировую известность. Им проделана большая работа и по теории удара твердых тел. Значительными исследованиями Н. Е. Жуковского являются его работы в области теории регулирования, а также о начале наименьшего действия. ВместесС. В. Ковалевской он более всех в мире продвинул решение задачи о движении твердого тела вокруг неподвижной точки. Н. Е. Жуковский дал остроумную геометрическую интерпретацию решения С. В. Ковалевской. Таким образом, полное решение этой труднейшей задачи механики принадлежит русским ученым С. В. Ковалевской и Н. Е. Жуковскому. [c.18]

В том же XIX веке работали такие блестящие исследователи, как акад. Н. П. Петров—создатель гидродинамической теории трения, И. А. Вышнеградский, заложивший основы общей теории регулирования. Русская школа теории механизмов и машин ставила и успешно решала основные фундаментальные проблемы и создала базу для развития современной науки о механизмах. Традиции XIX века продолжали выдающиеся ученые нашего времени Н. Е. Жуковский, Л. В. Ассур, Н. И. Мер-цалов, В. П. Горячкин и др. Н. Е. Жуковский развил учение о регулировании скоростей в машинах, установил ряд основных положений и теорем теории механизмов Л. В. Ассур, продолжая идеи П. Л. Чебышева, развил учение о структуре механизмов и показал его связь с методами анализа механизмов. Проф. [c.9]

В исследованиях по аэродинамике и авиации сформулировал ведущие направлеушя и идеи, применительно к которым развивается современная авиационная теория, вывел формулу Зля определения подъемной силы крьша самолета, определил наивыгоднейтие профили крыла самолета и лопастей его воздушных гребных винтов, разработал вихревую теорию воздушных винтов и др. В работах по гидродинамике и гидравлике исследовал проблемы движ.ения судов с реактивными двигателями и предложил теорию т. наз. гидравлического удара. В исследованиях по прикладной механике изложил основы теории регулирования работы машин и дал решения некоторых проблем диналшки железнодорожного подвижного состава. [c.331]

В восстановительный период развитие теории автоматического регулирования характеризуется продолжением деятельности в этой области тех небольших научно-исследовательских центров, которые сложились в высшей технической школе еще до 1917 г. Одну из первых советских работ по теории регулирования выполнил в Ленинградском технологическом институте в 1922 г. И. Н. Вознесенский (1887—1946 гг.) на тему О регуляторах непрямого действия . В 1924 г. К. Э. Рерих в Днепропетровском горном институте заканчивает свое обстоятельное подкрепленное многочисленными экспериментами исследование о влиянии трения на процесс регулирования. Затем им были опубликованы результаты нового исследования о влиянии быстроходности двигателя на прерывный процесс регулирования центробежных регуляторов. В Днепропетровском горном институте продол кал свою работу по регулированию Я. И. Грдина, который в 1927 г. в работе К вопросу о динамической устойчивости центробежных регуляторов проанализировал ряд задач динамической устойчивости при непрерывном регулировании, а три года спустя рассмотрел этот же вопрос при прерывистом регулировании. [c.237]

До начала 30-х годов ведущую роль в развитии теории регулирования играли кафедры и лаборатории крупнейших высших учебных заведений страны. В 1930 г. в Ленинградском политехническом институте Е. Л. Николаи разработал первый советский курс по теории регулирования. В 30-х годах после создания Центрального котлотурбинного института (ЦКТИ), Всесоюзного электротехнического института (ВЭИ), Всесоюзного теплотехнического института (ВТИ), Лаборатории автоматики при ВСНИТО в Москве, Центральной лаборатории проводной связи. Центральной радиотехнической лаборатории в Нижнем Новгороде центр деятельности в области теории регулирования перемещается в эти институты. Кроме того, исследования в области теории и техники автоматического регулирования велись также в лабораториях и на кафедрах вузов и в лабораториях предприятий (лаборатория [c.237]

Во второй половине 30-х годов Н. И. Вознесенским и группой его учеников и сотрудников ЦКТИ и Ленинградского металлического завода были получены важные результаты в области регулирования паровых котлов, турбин и воздуходувных машин. Всесоюзный теплотехнический институт развернул в 30-х годах большую работу в области регулирования тепловых процессов. На основе исследований регулирования паровых турбин в лаборатории паровых турбин ВТИ в 1938 г. А. В. Щегляевым было опубликовано первое советское учебное пособие по регулированию паровых турбин. В 1937—1940 гг. С. Г. Герасимовым были проведены исследования динамикп регулирования тепловых процессов, характеризуемых одним параметром. В 1939 г. важные результаты в области теории регулирования с сервомотором постоянной скорости были получены Е. Г. Дудниковым. Большие работы в области теории регулирования проводились в 30-х годах в ВЭИ. В 1932 г. было опубликовано исследование B. . Кулебакина по теории вибрационных регуляторов, позволившее значительно подвинуть теорию и практику регулирования электрических машин. Первые отечественные работы по теории следящих систем были выполнены в 1935—1936 гг. Е. К. Поповым, А. А. Булгаковым, А. Г. Иосифьяном и Д. И. Марьяновским. [c.238]

В 1935 г. в Ленинграде было проведено отраслевое совещание по вопросам теории, расчета и проектирования регуляторов паровых турбин, организованное Всесоюзной теплотехнической ассоциацией. Труды совещания в известной мере повлияли на выбор направлений дальнейшего развития теории регулирования. Отделением технических наук АН СССР и Комиссией по телемеханике и автоматике была проделана большая работа по подготовке перспективного плана развития автоматизации и телемеханизации народного хозяйства в третьей пятилетке. Эта работа проводилась КТА АН СССР по указанию председателя Госплана СССР и вице-президента АН СССР академика Г. М. Кржинчановского. [c.238]

Создание Института автоматики и телемеханики АН СССР, который долгое время был единственным в стране научным учреждением, специализировавшимся в области автоматики, сыграло важнейшую роль в развитии теоретических основ автоматики и телемеханики. Итоги этого развития в период до Великой Отечественной войны были подведены на I Всесоюзном совеш ании по теории автоматического регулирования, организованном Институтом автоматики и телемеханики АН СССР в 1940 г. На совеш ании выступили с докладами В. С. Кулебакин — по обш,ему анализу процессов в системах регулирования, Н. Н. Лузин (1883—1950) — о применении матричной теории дифференциальных уравнений в теории регулирования, а также научные работники ВЭИ, изложившие результаты исследований по нелинейным задачам и частотным методам теории регулирования, и работники ЦКТИ, Невского и Ленинградского металлического заводов, сообщившие результаты исследований по общ,етеоретическим вопросам и по вопросам, связанным с регулированием паросиловых установок. [c.239]

Долголенко Ю. В. Ра.эвитие механизмов связи регулятора с сервомотором с точки зрения общей теории регулирования.— В кн. Тезисы и конспекты докладов на научном совещании по теории регулирования . М.—Л., Изд-во АН СССР, 1940. [c.285]

Несколько особняком стоит Московский университет. Здесь после организации Московского технического училища, в которой принял самое деятельное участие профессор университета А. С. Ершов, стало традицией, что кафедры в этих высших школах занимали одни и те же профессора. После А. С. Ершова прикладной механикой занимался Ф. Е. Орлов, после него — Н. Е. Жуковский. Известны основополагаюш ие работы Н. Е. Жуковского в области аэродинамики, благодаря которым он получил заслуженное имя отца русской авиации . Менее известно, что диапазон вопросов прикладной механики, которыми занимался Н. Е. Жуковский, не ограничивался указанным направлением, а был весьма широк. Он занимался вопросами аналитической механики, теории механизмов, теории регулирования, задачами динамики машин и сооружений, задачами деталей машин и другими. Создавая свою школу в области прикладной механики, он полагал, что исследователи в этом направлении должны иметь глубокое математическое и кроме того инн енерное образование. Поэтому его ученики — Н. И. Мерцалов, В. П. Горячкин, А. И. Сидоров, Д. С. Зернов, Д. П. Рузский — после окончания математического отделения университета шли на механическое отделение Московского технического училиш,а или Петербургского технологического института, где и завершали свое образование. [c.10]

К 1907 г. Н. Е. Жуковский разработал курс теории регулирования хода машин, в чем ему детально помогал Л. П. Смирнов, выполнивший исследование регуляторов и впоследствии продолживший развитие теории прямого регулирования. Однако Министерство народного просвещения решило не вводить этот курс как обязатель- [c.25]

Теория регулирования в том виде, -в каком она изложена в настоящем труде, не уч.итывает того обстоятельства, что изменения нагрузки могут возникнуть в эксплуатации внезапно. При этом частота их вероятных проявлений является известной функцией изменений нагрузки. Для решения подобных задач в математической статистике были разработаны специальные методы [40]. [c.380]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...