Предлагаемое изобретение касается устройства для автоматического нахождения и поддержания максимума или минимума функции нескольких переменных, из которых одна является управляемой, а остальные - не управляемыми. Другими словами, одна из еременных допускает регулирование, а остальные не зависят от воли человека, являясь в свою очередь функциями времени, вид которых может быть неизвестен. Устройство основано на применении контактного прибора с падающей дужкой, измеряющего выраженную в электрических или иных величинах функцию, максимум или минимум которой подлежит нахождению и поддержанию. Для регулирования управляемой переменной в устройстве предусмотрен связанный с контактами прибора сервомотор, изменяющий направление своего действия каждый раз при замыкании контактов.
Сущность изобретения заключается в том, что контактный прибор снабжен поворотной рамкой с выступами и укрепленным на изолирующей перекладине контактом, перемещаемым стрелкой прибора при изменении абсолютной величины максимума (или минимума), причем контакт расположен на том конце перекладины, в направлении которого перемещается стрелка при отклонении измеряемой функции от максимума (или минимума).
Конструкция и действие устройства могут быть пояснены с помощью прилагаемого чертежа, где на фиг. 1, 2 и 3 изображены три проекции основной части устройства, а фиг. 4 и 5 - кривая изменения функции и схема включения для приводимого ниже примера применения устройства.
На фиг. 1, 2 и 3 цифрой 7 обозначена подвижная часть прибора для измерения функции, поддерживаемой на экстремальном значении; 2-стрелка прибора; 3 - изолированный контакт на стрелке; 4-рамка, помещенная над стрелкой 2 и могущая свободно вращаться на оси, расположенной на одной прямой с осью подвижной части /, причем рамка снабжена изолирующей перекладиной с укрепленным на ней контактом 5 и выступами 6, ограничивающими перемещение ее относительно стрелки; 7 -падающая дужка; 8-изолированный от нее контакт, который при падениях дужки входит в соприкосновение с контактом 5; 5 -изолированный контакт шкалы; 10 - кулачок привода падающей дужки 7; 7/-выключатель и /2-реле в виде электромагнита с якорем 13, воздействующим на переключатель направления хода сервомотора, регулирующего управляемую переменную.
Действие устройства происходит следующим образом. Пусть требуется найти и поддерживать максимум функции нескольких переменных, одну из которых можно по желанию регулировать с помощью сервомотора. Величина максимума может зависеть от значения всех или нескольких переменных и поэтому будет изменяться во времени. В этом случае для применения предлагаемого устройства необходимо, чтобы прибор / был приспособлен для измерения величины функции, а реле 12, J3 управляло регулирующим одну из переменных величин сервомотором. Пусть далее в начальный момент сервомотор изменяет ату переменную в таком направлении, что значение функции возрастает. Тогда отклонение стрелки 2 будет все время увеличиваться. Дойдя до выступа на рамке 4, стрелка начнет перемещать рамку. Это будет продолжаться до тех пор, пока функция не достигнет максимума, и стрелка не начнет двигаться в обратном направлении.
Когда стрелка займет положение под контактом 5, периодически прижимающая стрелку к шкале дужка 7 через контакт 5 и молоточек стрелки замкнет контакты 8 и 9, вследствие чего сработает реле /2, /5 и переменит направление действия сервомотора. Регулируемая переменная начнет изменяться в противоположном направлении, функция дойдет снова до максимума, перейдет через него и опять примет значение, при котором стрелка окажется под контактом 5, что вызовет новое переключение действия сервомотора. Таким образом, регулируемая переменная будет все время изменяться так,
чтобы значение функции совершало колебания около максимума, каждый раз меняя знак производной. Подобным же образом может происходить регулирование на минимум функции, только в этом случае контакт 5 должен быть расположен в другом конце перекладины рамки 4.
Сервомотор может действовать не все время между переключениями реле, а регулировать независимую переменную порционно. Для этого можно использовать, например, привод кулака W падающей дужки 7. Кулак JO лучше выбрать такой формы, чтобы рамка 4 освобождалась лишь на некоторой небольшой части оборота кулака, а на остальной части была прижата дужкой. Это устранит возможность самопроизвольных колебаний рамки 4. Для правильного действия устройства необходимо, чтобы скорость воздействия сервомотора была согласована со скоростью изменения самой функции, другими словами, чтобы функция изменялась практически одновременно с регулируемой переменной.
Предлагаемое устройство может быть применено и для регулирования нескольких управляемых переменных. Для этого необходимо применить переключатель, поочередно присоединяющий реле 72, J3 к нескольким сервомоторам. Переключатель может приводиться в действие каждый раз после определенного числа падений дужки 7.
В качестве примера применения предлагаемого устройства может быть приведен случай автоматического регулирования подачи топлива в двигатели теплохода. Пусть требуется регулировать подачу топлива так, чтобы стоимость одного километра пройденного пути была минимальной. Если обозначить через G затраты на топливо, отнесенные к одному часу хода судна, через А-эксплоатационные расходы в час и через v-скорость судна, то стоимость одного километра пути будет равна
G-rA Q
Ifibira 1
где Q - общие часовые затраты.
Скорость судна зависит не только от подачи топлива, но и от других факторов, как например,ветра, осадки судна и т. д. Поэтому минимум
функции - может принимать различные значения, На фиг, 4 приведен примерный вид зависимости Q f(v} для некоторых заданных внешних условий. Из этой фигуры видно, что
-tga имеет минимум в точке, в которой прямая, проведенная из начала координат, касательна к кривой Q /(). При изменении внешних условий характер кривой изменится, а следовательно изменится и величина
Q минимума -.
На фиг. 5 приведена схема включения предлагаемого устройства, позволяющая автоматически регулировать на минимум затраты на продвижение судна. Цифрами Н и 15 обозначены датчики, воспринимающие величины, пропорциональные часовым затратам Q и скорости t) судна. Так как эксплоатационные расходы в чач: можно считать постоянными, необходимо предусмотреть только прибор для измерения О. Это можно осушествить, измеряя, например, скорость подачи топлива по трубопроводу. Цифрой 16 обозначен источник переменного тока и цифрой /7-логометр, снабженный описанным выше устройством для нахождения и поддержания экстремального значения функции. Очевидно, что в рассматриваемом примере электромагнит /2 должен производить переключения хода сервомотора, регулирующего подачу жидкого топлива.
Предмет изобретения.
1.Устройство для автоматического нахождения и поддержания максимума или минимума функции нескольких переменных, из которых одна является управляемой, а остальные-не управляемыми, основанное на применении контактного измерительного прибора с падающей дужкой и сервомотора, регулирующего управляемую переменную, с приспособлением, переключающим направление его действия при каждом замыкании дужкой контакта, отличающееся тем, что в нем применена поворотная рамка 4 с выступами 6 и укрепленным на изолирующей перекладине контактом 5, перемещаемая стрелкой прибора при из.менении абсолютной величины максимума (или минимума), причем контакт 5 расположен на том конце перекладины, в направлении которого перемещается стрелка прибора при отклонении значения измеряемой функции от максимума (или минимума).
2.В устройстве по п. 1 применение переключателя для поочередного регулирования нескольких управляемых переменных, связанного с приводом падающей дужки таким образом, чтобы переключения прибора происходили через определенное число падений дужки.
3.В устройстве по п. 1 применение кулачка 10 привода падающей дужки, форма которого подобрана так, чтобы рамка 4 освобождалась лишь на некоторой небольшой части оборота кулака, а на остальной части была прижата дужкой.
фигА
Лиг. 5
15
-, t
фиг. i
фиг. 3
/.
у/gs
