Сигнал о некоторых понятиях кибернетики - Полетаев И.А.
Скачать (прямая ссылка):
Различие систем прямого регулирования от систем регулирования с обратной связью хорошо знают любители 134
строить парусные и моторные модели судов. Пуская модель в открытом бассейне, они всегда сталкиваются с трудностями, когда пытаются обеспечить ход модели по заданному курсу.
Если это удается сделать при равномерном ветре и отсутствии течения, то при порывистом ветре или волне, т. е. при наличии случайных влияний извне, модель сбивается с курса и далеко отклоняется от желаемой траектории. Никакая предварительная установка руля и снастей не обеспечивает стабилизации курса.
В этом случае задача решается двояким путем: либо вводится автомат стабилизации, либо управление по радио. Простой автомат передает воздействие при изменении силы ветра с паруса через натяжение шкота на румпель руля и доворачивает руль на некоторый угол, что компенсирует изменение курса при порыве ветра. Такое устройство, строго говоря, хотя и отрабатывает изменения ветра, все же не является системой с обратной связью, так как оно не ощущает и не отрабатывает изменений курса судна.
Более сложный автомат для механических моделей конструируется так же, как автоматический рулевой для настоящих судов. Изменение курса (по каким бы причинам оно ни происходило) относительно курса, заданного по компасу (или маяку), т. е. ошибка в курсе, вызывает в конечном итоге поворот руля, доворачивающего судно до нужного направления. Это — типичная система с обратной связью.
При использовании управления моделями по радио петля обратной связи замыкается через оператора, наблюдающего с берега за отклонениями модели от курса и воздействующего на рули с помощью управления по радио. Для полноты следует упомянуть, что на парусном судне (не модели) рулевой, наблюдающий отклонения от курса и исправляющий их поворотом руля, является живым звеном петли обратной связи, стабилизирующей судно на курсе.
При конструировании станков-автоматов различие в программном регулировании и регулировании с обратной связью приобретает уже серьезное технико-экономи-ческое значение. Станок-автомат выполняет операцию по обработке сырья, превращая его в изделие. Операция может представлять собой изменение формы и размеров, обточку, шлифовку, окраску (печатание обоев, рисунка на ткани), химическую обработку, тепловую обработку и т. Д. В каждом случае сырье, орудие, характер обработки и
135
результат различны. Общим для всех случаев является то, что производится некоторое воздействие на сырье, которое подвергает сырье обработке и превращает его в продукт.
Работа станка-автомата может регулироваться по программе. В этом случае подача суппорта и резца токарного станка, например, определяется формой шаблона или установкой предельного упора, задающего нужный размер детали, который должен быть получен в результате обработки; температура печи и время пребывания в печи
Рис. 6.5. Рулевой, управляющий курсом судиа.
Изменение курса судна 1 в сторону 2 воспринимается зрением рулевого (по береговым ориентирам, звездам или компасу). Рулевой перекладывает штурвал в сторону 3, что вызывает поворот руля 4 в сторону 5 и выравнивание судна
на прежнем курсе.
изделий хлебопекарни устанавливается заранее и однажды; совпадение рисунков различных цветов определяется положением валиков печатного станка и точностью протяжки материала и т. д.
Точность результата зависит во всех этих случаях от постоянства структуры и режима работы станка-автомата. Достаточно измениться одному размеру (например, в случае износа) или сбиться установке — и результат обработки выйдет из допусков; станок начнет делать брак. За таким «автоматом» необходим неослабный надзор, проверка и регулировка.
Надзор за автоматом резко сокращается, если автомат
136
работает по системе регулировки с обратной связью. Так, например, при печатаньи цветных обоев на выходе напечатанной ленты можно поставить устройство с фотоэлементами и светофильтрами, которое будет фиксировать момент прохождения рисунка каждого цвета. В случае расхождения рисунков (брак) несовпадение будет отмечаться в виде появления тока «сигнала ошибки» в цепях фотоэлементов, который используется после усиления для регулировки относительного расположения валиков, печатающих рисунки разных цветов, с целью устранения расхождения.
Случайные проскальзывания или растягивание бумажной ленты, износ механизмов и другие случайные и систематические влияния будут автоматически компенсироваться следящим устройством. Станок сам контролирует качество своей работы и исправляет ошибки.
Подобные же системы с наблюдением результата работы и соответственной автоматической регулировкой установки могут быть применены и применяются во многих производствах. И в этих случаях обратная связь, осуществляемая техническими устройствами, заменяет труд человека, наблюдающего за работой станка-автомата и регулирующего его работу.
Работа систем регулирования
