Интегрирующее звено
Интегрирующим звеном называется типовое элементарное звено, у которого скорость изменеиия выходной величины пропорциональна изменению входной. Примером интегрирующего звена может быть гидравлическое распределительное устройство с поршнем (принцип действия см. § 8). Мри нанесении возмущения поршень (рис. 21, д) перемещается с постоянной h(t) скоростью, зависящей от проходных сечений, подачи, слива и давления масла на поршень. Скорость поршня постоянная, поэтому график временной характеристики имеет вид прямой, проведен - ^ пой из начала координат (рис. 21, а) под углом а, который полностью определяет характеристику, т. е. достаточно знать угол наклона временной характеристики, чтобы ее построить.
Тангенс угла наклона временной характеристики tga называется коэффициентом пропорциональности интегрирующего звена и обозначается в.
Коэффициент пропорциональности интегрирующего звена фактически является скоростью изменения выходной иеличины. Очевидно, что в рассмотренном примере скорость изменения выходной величины зависит от перепада давлений Ар = Pi — Р2 (рис. 21, д). Чем больше А р, тем больше скорость перемещения поршня. Изменяя проходное течение на сливе масла вентилем В, можно изменить расход масла и давление р2, а значит, и скорость перемещения поршня. При различных положениях вентиля коэффициент пропорциональности е будет принимать различные аиачения, т. е. скорость изменения Выходной величины "будет пропорцио - ппльна входному возмущению. Аналогичные рассмотренному при - Рис. 21. Интегрирующее звено: меру устройства применяют в качестве исполнительных механизмов систем ре гулирования. Следует обратить внимание на то, что поршень может быть остановлен в любом положении, для чего достаточно перекрыть проходные сечения распределительного устройства.
ФЧХ интегрирующего звена (рис. 21, б) обладает особенностью — сдвиг по фазе при любых частотах равен 90® или четверти периода 1/4 Т. Чтобы в этом убедиться, пользуясь принципом наложения, строят графически реакцию звена на периодическое прямоугольное возмущение. Последовательность построения аналогична построению рис. 13, но, поскольку здесь суммируются ординаты прямых, построение упрощается.
ФЧХ звена представляет собой прямую, параллельную оси частот и отстоящую от нее на величину, равную 90°.
Рассмотрим АЧХ звена (рис. 21,6) Отношение амплитуд выходных колебаний при нулевой частоте to0 равно бесконечности, так как временная характеристика неограниченно растет (можно условно считать до бесконечности):
Л , v _ Л ПЫХ К) _ °° „
А(СОи) ~ А„ К) “ Аш К) 00 •
С увеличением частоты соЛ(о) уменьшается и, если частота стремится к бесконечности (ю-> оо), то А (to) стремится к нулю.
АФЧХ (рис. 21, г) представляет собой прямую, совпадающую с отрицательной полуосью /(to).