Дать определение статическим и астатическим звеньям систем управления.
Статические звенья системы. Звенья системы, имеющие статические характеристики, называются статическими. Объекты автоматического регулирования, которые представляются статическими звеньями или соединениями, называются статическими. Их называют также объектами с самовыравниванием, так как при поступлении на их вход постоянного воздействия регулируемая (выходная) величина увеличивается только до некоторого постоянного значения, т. е. происходит стабилизация выходной величины на новом уровне.
Звенья, у которых нет установившихся соотношений между входной и выходной величинами называют астатическими. Примером может служить электродвигатель, если за его входную величину принять подводимое напряжение, а за выходную величину — угол поворота якоря. При подаче на электродвигатель постоянного напряжения угол поворота якоря будет увеличиваться с определенной скоростью. Такое звено статической характеристики не имеет.
Однако следует отметить, что в астатических звеньях в установившихся режимах существуют однозначные зависимости производных значений выходной величины от различных постоянных значений входной величины. Некоторые астатические звенья имеют постоянной не первую производную, а вторую, третью и т. д.
Дать определение статическим характеристикам звеньев: линейным и нелинейным.
По виду статических характеристик звенья разделяют на линейные и нелинейные.
Звено
называется статическим линейным только
тогда, когда его статическое передаточное
уравнение является линейным; в противном
случае оно называется статическим
нелинейным. Рассмотренное в качестве
примера звено, характеристика которого
приведена на рис. 4.5 является нелинейным;
причем нелинейность его существенная,
так как в т.В 
терпит
разрыв и уравнение звена даже приближенно
не может быть аппроксимировано линейным.
Деление звеньев на линейные и нелинейные исключительно важно. Для линейных звеньев справедлив принцип суперпозиции, т.е. ответ звена на входной сигнал, являющейся суммой двух компонент в отдельности, а также изменение сигнала на входе в k-раз приводит к изменению ответа на него в k-раз.
Таким образом, характеристика статического линейного звена с одним входным сигналом представляет собой прямую линию, а семейство характеристик статического линейного звена с несколькими входными сигналами представляет собой группу параллельных прямых.
Для нелинейного звена статическая характеристика имеет значительно более сложное выражение и в этом случае принцип суперпозиции неприменим. Однако, довольно часто звенья работают в зоне малых отклонений от рабочей точки и в этом случае нелинейная характеристика может быть лианеризована. Линеаризация даже если она не очень точна, дает возможность хотя бы получить качественное представление о поведении звена.
Дать определение силам действующим на механическое звено автоматики.
При структурном и кинематическом анализе механизмов силы, действующие на звенья механизма и силы, возникающие при его движении, не рассматривались. Решением этого вопроса занимается динамический анализ, задачей которого является:
- определение внешних неизвестных сил, действующих на звенья механизма, а также реакций возникающих в кинематических парах при движении механизма.
- определение мощности, крайне важно й для воспроизведения заданного движения машины и изучение законов распределения этой мощности на выполнение работ и КПД машины.
На звенья любого механизм действуют внешние и внутренние силы.
К внешнимсилам относятся:
- движущие силы,
- силы производственных сопротивлений,
- силы тяжести,
- силы инерции.
Внутренниесилы − это силы трения, возникающие в кинематических парах механизма при движении его звеньев.
Движущими силами будем называть силы, которые стремятся ускорить движение механизма. Силами сопротивлениябудем называть силы, стремящиеся замедлитьдвижение механизма. Силы производственного сопротивления (полезные) − это те силы, преодоления которых крайне важно для выполнения требуемого технологического процесса.
Силы непроизводственныхсопротивлений (вредные – силы трения) − это силы, на преодоление которых затрачивается дополнительная работа сверх той, которая необходима для преодоления полезного сопротивления. В двигателе внутреннего сгорания: газы – движущие силы, а силы трения в подшипниках, в цилиндрах, сопротивление воздуха при сжатии горючей смеси – вредные силы.
Силы инерции возникают в звеньях при их движении с ускорением.