|
|
ИСТОРИЯ. В современном понимании регулятор - это устройство, осуществляющее взаимосвязь между положением органа управления и текущим состоянием объекта управления. Первый регулятор изобрел в египетской Александрии грек Хсибиос (Ktesibios) примерно в третьем веке до н.э. Это был поплавковый регулятор уровня для водяных часов. Водяные часы или клепсидра (clepsydra) были известны еще Вавилонянам в 14 в. до н.э. и представляли из себя сосуд с мерными делениями, из которого вытекала или капала вода, но при этом скорость истечения жидкости изменялась по мере уменьшения столба воды в сосуде. Хсибиос предложил настолько удачную конструкцию для поддержания постоянства уровня воды, что его регулятор устанавливался на водяные часы почти 16 столетий. В 1781 г. шотландский инженер Дж.Уатт (Watt, James, 1736-1819) создал двигатель с вращающимся моментом на валу, на котором впервые был применен регулятор частоты вращения. Регулирование частоты вращения осуществлялось двумя сбалансированными на одной оси грузами, вращающимися синхронно с валом машины и соединенными с дроссельной заслонкой, перекрывающей проходное сечение парового патрубка. При увеличении частоты вращения центробежные силы вращающихся шаров поднимали с помощью тяг муфту, соединенную с заслонкой, уменьшая проходное сечение паропровода и скорость вращения двигателя. Центробежный регулятор был известен задолго до Уатта и широко применялся на ветряных мельницах для автоматической регулировки зазора между жерновами (момента сопротивления) в зависимости от ветрового напора, т.е. скорости врещения крыльев мельницы. Дата изобретения и автор мельничного регулятора неизвестены. В 1787 г. Уатт адаптировал существующий центробежный регулятор под паровую машину, создав более совершенную конструкцию, названную для отличия от прототипа - регулятором Уатта. Особое место в истории техники регулятор Уатта занял благодаря тому, что именно его конструкция легла в основу теории и практики регуляторостроения, новой отрасли промышленности, повлекшей за собой формирование особой области знаний.Теории автоматического управления и регулирования", составляющей основу современных технологий управления промышленными системами. Установка паровой машины Дж. Уатта на транспортные объекты (повозки и корабли) привела к появлению транспортного машиностроения. Интенсивное развитие паровой транспортной энергетики поставило перед наукой задачу разработки теории регулирования, пригодной для промышленного проектирования систем регулирования. Первый учебный курс "Теория регуляторов прямого действия" был опубликован в 1838 г. Д. С. Чижовым (1785-1852), профессором математики Петербургского университета.
Дальнейшее увеличение быстроходности паровых машин и повышение требований к точности регулирования и стабильности частоты вращения привели в ряде случаев к появлению незатухающих колебаний в системе паровая машина - регулятор, рассмотренных в 1846 г. профессором Н.Ф. Ястржемским в курсе лекций по теоретической механике. Для преодоления указанных недостатков рекомендовалось применять регуляторы с механическим и гидравлическим усилением моментов. В лекциях, впервые в Европе, было представлено теоретическое обоснование принципов расчета и выбора регуляторов непрямого действия. Завершение разработки основ теории регуляторов прямого действия связано с работами К. Максвелла (1831-1879) - "О регуляторах" (1868 г.), и И. А. Вышнеградского (1831-1895) - "О регуляторах прямого действия" (1876 г.). Заслугой обоих авторов явилось исследование регулятора и объекта регулирования как единой динамической системы. Изобретение в 1860 г. Э. Ленуаром (1822-1900) двигателя внутреннего сгорания, усовершенствованного в 1878 г. Н. Отто (1832-1891) и доведенного им до серийного изготовления, а также создание в 1884 г. К. Г. П. Лавалем (1845-1913) и Ч. А. Парсоном (1854-1931) первых промышленных паровых турбин стимулирует дальнейшее развитие как транспортной энергетики, так и теории и практики автоматического регулирования. В 1892 г. выходит в свет работа А. М. Ляпунова (1847-1918) "Общая задача об устойчивости движения", окончательно сформулировавшая теорию регулирования как особую область знаний, опирающуюся на строго доказанный математический аппарат и конкретные практические приложения.Создание Рудольфом Дизелем (1858-1913) в 1897 г. двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия завершает развитие теории и практики автоматического регулирования в его классическом представлении, что и оформляется изданием в Берлине книги М. Толле "Регулирование двигателей" (1905).
|
|
