Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Кеплен С.Р. -> "Биоэнергетика и линейная термодинамика необратимых процессов" -> 118

Биоэнергетика и линейная термодинамика необратимых процессов - Кеплен С.Р.

Кеплен С.Р., Эссиг Э. Биоэнергетика и линейная термодинамика необратимых процессов — М.: Мир, 1986. — 384 c.
Скачать (прямая ссылка): bioenergetika1986.djvu
Предыдущая << 1 .. 112 113 114 115 116 117 < 118 > 119 120 121 122 123 124 .. 155 >> Следующая

требуется высокая выходная мощность. Точно так же вторые плохо приспособлены для низкнх нагрузочных сопротивлений Rl-
Саморегуляция преобразователей энергии
Чтобы получить высокую или более однородную выходную мощность при сравнительно больших изменениях нагрузки, вместо способов работы, отражаемых траекториями а и Ь, можно ввести другие способы. Ясно, что, обсуждая работу при фиксированном значении Х2 или /2, мы уже постулировали существование регулятора того или иного типа, контролирующего режим на входе. Рассмотрим теперь свойства систем с обратной связью, в которых регулятор контролирует вход в ответ на нагрузку, как показано на рис. 12.4. Задача состоит в том, чтобы выяснить, ограничен ли каким-либо образом выбор траектории, которой система должна следовать, и если такие ограничения существуют, то какова их природа.
Из физических соображений ясно, что пространство входа — выхода, в пределах которого должен действовать регулятор, ограничено со всех сторон. Таким образом, для любого преобразователя энергии, очевидно, существует максимальная входная мощность для каждого значения нагрузки, которое нельзя превысить без разрушения системы. Следует ожидать, что регулятор будет подстраивать выходную силу к максимуму, когда Rl = оо, так что система будет развивать наибольшее усилие, встречаясь с максимальным сопротивлением. В то же время при Rl — 0 по тем же причинам будет устанавливаться максимальный выходной поток. На рис. 12.8 показана соответствующая ограниченная диаграмма входа — выхода, на которой предельные значения потоков и сил, достигаемые в состоянии статического напора, обозначены надстрочным индексом s, а предельные значения при установившемся потоке — индексом I. Область совершения внешней работы может быть ограничена линиями —Xi — — Xf и ]\ — ]\ или линиями X2 = Xs2 и /2=/2 Однако точная природа двух границ менее существенна, чем две точки, в которых они пересекают оси статического напора и установившегося потока. В этих двух точках —Xt или Ji могут превосходить все другие значения, определяемые регулятором, чтобы не нарушить требование стабильности, описанное ниже. Это верно также для любой данной траектории независимо от того, находятся ли состояния статического напора и установившегося потока в действительных рабочих пределах, определяемых физической природой преобразователя энергии. Поэтому мы рассматриваем — Х\ = — X* и /i = /{ как пределы, установленные регулятором, чтобы предохранить преобразова-
тель энергии от разрушения. Важно понять, что — Х* и /1 не обязательно точно соответствуют статическому напору и установившемуся потоку для некоторого семейства траекторий. Они представляют прежде всего максимальные значения —Хх и /ь допустимые для данной системы, а их связь с состояниями статического напора и установившегося потока, хотя и может быть установлена из общих соображений, определяется также требованиями стабильности. Ничто в последующем анализе не исключает XI < Х{ или ][ < /I, хотя такие ситуации, по-види-моу, маловероятны. Отметим, что знание величин всех потоков и сил в обоих граничных состояниях или в любых двух стационарных состояниях той же области дает более чем достаточную информацию для оценки всех феноменологических коэффициентов, если эти коэффициенты постоянны.
Как только установлены пределы, в которых должен работать регулятор, задача сводится к исследованию класса допустимых траекторий между этими пределами. Начнем с рассмотрения природы данных о нагрузке, которые передаются обратно к регулятору. Это зависит от природы ограничений, накладываемых на выходном конце системы. В инженерной практике преобразователя энергии обычно работают с диссипативной нагрузкой, т. е. Rl фиксировано и регулятор должен выбрать
Рис. 12.8. Ограниченное пространство входа — выхода, на котором показана траектория саморегуляции (d).
5 /
Пиковые значения выходной силы и потока — Х^ и /j достигаются только в режиме статического напора и установившегося потока соответственно. Границы можно точно так же задать при помощи и [12].
точку на линии Rl¦ В биологии более вероятно, что фиксирована величина —или, возможно, /1 (в мышцах возможны все три варианта). Общее требование состоит в том, что система должна осуществлять устойчивую регуляцию независимо от ограничений, накладываемых на выходе. Очевидно, все, к чему сводится действие регулятора, — это обеспечить режим на входе таким образом, чтобы поддерживать стационарное состояние. Это можно выразить множеством способов, однако целесообразно сделать это через поток и силу на выходе в явном виде. Например, можно просто написать ¦
(12-П6)
и затем рассмотреть класс функций которые удовлетворяют требованию, чтобы 7i было однозначной функцией —Xj с правильно выбранными пределами. Дальнейшее требование, которое резко сужает круг возможностей, состоит в том, что обратная функция
— X, = -ф-1 (/О (12.П7)
Предыдущая << 1 .. 112 113 114 115 116 117 < 118 > 119 120 121 122 123 124 .. 155 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed