Постепенным изменением

Наиболее общим критерием рациональности технического решения может быть критерий, соответствующий объективным законам общественного развития, обеспечивающий правильное сопоставление результатов с затратами и тесно связанный с основными нормативными положениями по определению экономической эффективности новой техники. Критерием рационального выбора параметров подъемной системы с электрическим приводом, достаточно полно отвечающим поставленным требованиям, служит дополнительный экономический эффект.

Наиболее полно отвечает поставленным требованиям единая система информации и управления, реализованная на космических кораблях «Союз» и орбитальных станциях «Салют». Управление осуществляется командно-сигнальным устройством (КСУ). С его помощью ведется управление всеми системами корабля, каждая из которых включает более 10 агрегатов. В системе КСУ используются клавишные переключатели и электролюминесцентные индикаторы. Одно КСУ заменяет сотни тумблеров и сигнализаторов, что позволяет избавить космонавта от психологических перегрузок.

Во многих случаях вторичные параметры усилителя не удовлетворяют поставленным требованиям в отношении стабильности усиления, значений входного и выходного сопротивлений, уровня линейных и нелинейных искажений и т. д. Улучшить характеристики и параметры усилителя можно с помощью обратной связи, т. е. искусственной цепи, по которой часть энергии с выхода усилителя направляется на его вход, изменяя режим входной цепи. При этом образуется замкнутый контур, состоящий из усилителя и звена обратной связи,— петля обратной связи. Различают однопетлевую ( 4.6, а) и многопетлевую ( 4.6, б) обратные связи. В последней схеме можно выделить общую петлю обратной связи л — Р, охватывающую весь усили-

Задача проектировщика — создание устройства, удовлетворяю* щего всем поставленным требованиям. При разработке принципа альной схемы устройства необходимо вначале выделить требования, выполнение которых наиболее сложно, и основное внимание уде? лить узлам устройства, связанным с ними. Например, для токового реле [5] таким узлом является орган сравнения, на вход которого в зависимости от требуемых простоты схемы, быстродействия и точности может подаваться напряжение, пропорциональное мгновенному, среднему и действующему значениям входного тока. Предположим, что в качестве входного параметра выбрано среднее"значение тока. Пропорциональное ему напряжение, в свою очередь, может быть получено из напряжения на выходе датчика тока (нагруженного трансформатора тока, трансреактора) путем однополу-периодного или двухполупериодного выпрямления с последующим сглаживанием. Также возможно предварительное расщепление напряжения в трехфазную симметричную систему напряжений, что при том же уровне сглаживания потребует меньшей емкости конденсатора фильтра и повысит благодаря этому быстродействие реле.

В СВЧ-ИМС относительно крупные пассивные элементы создают непосредственно на керамике методами тонкопленочной и толстопленочной технологии, которая позволяет получить характеристики, достаточно точно удовлетворяющие поставленным требованиям. На 8.13 показано поперечное сечение резистора, конденсатора и проводников, полученных методом тонкопленочной технологии. Для уменьшения потерь толщина проводника должна быть не менее 10 мкм, что соответствует превышению в несколько раз глубины проникновения тока для самых низких частот СВЧ-диапазона.

Этих условий недостаточно для того чтобы утверждать, что только одно какое-либо определенное значение пэ удовлетворяет поставленным требованиям. Их может быть сколько угодно много. Поэтому, в конечном итоге, способ определения пэ при расчете нагрузок зависит от способа определения этой величины, принятого для фиксации материалов обследований действующих установок.

-- В последнее время разработчики спецаппаратуры заменяют в ней электронные лампы на полупроводниковые приборы. В связи с этим выходные данные источников питания с нескольких сотен вольт при нескольких десятках — сотнях миллиампер перешли в диапазон 5,0—27 В при нескольких амперах. Такое положение повлекло за собой значительное сокращение применения кенотронов и увеличение удельного веса германиевых и кремниевых диодов. Поэтому при выборе вентиля в первую очередь следует обратиться к германиевым и кремниевым диодам и только в тех случаях, когда они не удовлетворяют поставленным требованиям рассмотреть целесообразность применения иных типов вентилей. Основные параметры, на которые следует обратить внимание,— зто допустимые для вентиля величины обратного напряжения, прямого тока и рабочей частоты.

Такая передаточная функция не реализуема. Простейший корректирующий преобразователь, который удовлетворял бы поставленным требованиям коррекции динамических характеристик термоэлектрического преобразователя температуры, будет иметь согласно (4.53) передаточную функцию вида

Настройка многоконтурной системы с подчиненным регулированием параметров достигается последовательной оптимизацией контуров системы, начиная с внутреннего и кончая внешним. Под оптимизацией контура обычно понимают такую его настройку, которая наилучшим образом отвечает поставленным требованиям. Эти требования можно разбить на две основные группы: требования к динамике (поведению системы в переходных режимах) и требования к поведению системы при изменении внешних условий ее работы (напряжения, частоты питающей сети, температуры и др.). Что касается требований к динамике, то их смысл сводится к тому, чтобы сделать систему управления как можно более гибкой, т. е. чтобы регулируемая величина как можно быстрее и точнее следовала за изменением задания, а также возможно меньше отклонялась от заданного значения при воздействии различных возмущений. Отклонения регулируемой величины от заданного значения должны устраняться регулятором за кратчайшее время и с минимальным перерегулированием. В реальных системах эти Два требования -^ минимальное время отработки и отсутствие (или минимальное значение) перерегули-

Настройка многоконтурной системы с подчиненным регулированием параметров достигается последовательной оптимизацией контуров системы, начиная с внутреннего и кончая внешним. Под оптимизацией контура обычно понимают такую его настройку, которая наилучшим образом отвечает поставленным требованиям. Эти требования можно разбить на две основные группы: требования к динамике (поведению системы в переходных режимах) и требования к поведению системы при изменении внешних условий ее работы (напряжения, частоты питающей сети, температуры и др.). Что касается требований к динамике, то их смысл сводится к тому, чтобы сделать систему управления как можно более гибкой, т. е. чтобы регулируемая величина как можно быстрее и точнее следовала за изменением задания, а также возможно меньше отклонялась от заданного значения при воздействии различных возмущений. Отклонения регулируемой величины от заданного значения должны устраняться регулятором за кратчайшее время и с минимальным перерегулированием. В реальных системах эти Два требования -^ минимальное время отработки и отсутствие (или минимальное значение) перерегули-

Как было отмечено в § 2.10, искусственные линии задержки из LC-звеньев обеспечивают время задержки импульсов порядка долей микросекунды. В ряде случаев при построении импульсных устройств требуется получить большее время задержки. Проще всего такую задачу можно решить путем последовательного включения входной /?С-цепи и порогового элемента (в простейшем случае — инвертора с порогом включения t/nop)- При воздействии на RC-цепъ (интегрирующую или дифференцирующую) перепада напряжения на ее выходе вырабатывается напряжение, изменяющееся во времени по экспоненциальному закону и стремящееся к предельному уровню U(oo). В тот момент, когда указанное напряжение, воздействуя на вход порогового каскада, переходит уровень ?/пор, выходное напряжение этого каскада переключается. Время задержки соответствует времени от момента появления входного перепада до момента переключения порогового каскада. Увеличение времени задержки в подобных устройствах по сравнению с искусственными линиями задержки (см. § 2.10), обеспечивающими неискаженную передачу импульсов практически любой формы, достигнуто за счет дополнительных ограничений: длительность выходного импульса формирователя, состоящего из RC-цеш и инвертора, может быть не равна длительности входного импульса (no-существу, формирователь путем использования энергии источника питания создает новый импульс, отстоящий от входного на время задержки /3); форма выходного импульса формирователя только прямоугольная или близкая к ней; расчетное время задержки получается при воздействии на вход устройства сигналов определенной формы — прямоугольных импульсов или перепадов напряжения. Однако во многих случаях входные сигналы отвечают поставленным требованиям, а различие в длительности входного и выходного импульсов принципиального значения не имеет. Существенное значение имеет лишь получение заданной задержки импульсов. В этом случае использование формирователей рассматриваемого класса вполне оправдано.

Безотказность — это свойство устройства сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки. Событие, заключающееся в нарушении работоспособности устройства, называется отказом. Отказы, характеризующиеся скачкообразным или постепенным изменением одного или нескольких параметров устройства, называют соответственно внезапными и постепенными. Самоустраняющийся отказ, приводящий к кратковременному нарушению работоспособности, определяют как сбой.

Оптимальное количество воды, подаваемой в сепарационно-про-мывочные устройства при постоянной нагрузке, определяют постепенным изменением ее подачи до того момента, когда начнет ухудшаться качество вторичного пара (в пределах 5 — 20% паропроиз-водительности), а также изменением уровня воды в насадке.

Отказ — событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта. При оценке надежности электрических машин необходимо заранее оговорить, какое состояние считается неработоспособным. По характеру возникновения различают отказы внезапные, характеризующиеся скачкоообразным изменением значений одного или нескольких параметров объекта, и отказы постепенные, характеризующиеся постепенным изменением значений одного или нескольких параметров объекта. Внезапные отказы обычно проявляются в виде повреждений элементов (обрывы, пробои изоляции, образование трещин, поломки). Постепенные отказы связаны с износом и старением элементов и материалов (износ щеток и коллектора, старение изоляции).

Постепенные отказы вызываются постепенным изменением параметров элементов схемы и конструкции. Например, при длительной эксплуатации радиоаппарата конденсаторы постепенно меняют емкость, что вызывает ухудшение одного из параметров, при котором аппарат перестает выполнять свои функции.

Погрешности измерений могут быть систематическими и случайными (или вполне закономерно изменяющимися) при повторных измерениях одной и той же величины. Систематические погрешности могут быть инструментальными и обусловленными, например, постепенным изменением коэффициента усиления масштабного усилителя (при абсолютных измерениях), постепенным изменением напряжения эталонного источника и т. д. Помимо этого к систематическим погрешностям относят погрешности, обусловленные изменением внешних условий (температуры, влажности, давления), субъективностью восприятия показаний аналогового прибора наблюдателем и т. д. Систематические погрешности могут быть обнаружены и исключены из результатов измерений проведением регулярных поверок мер и измерительных приборов, выполнением относительных измерений, введением поправок, нормализацией внешних условий и т. д.

Постепенный отказ характеризуется постепенным изменением одного или нескольких заданных параметров изделия во времени. Он возникает в результате отклонения значений этих параметров от ранее установленной нормы, которая называется . критерием годности. 'Постепенные отказы в практике часто называют .условными, ибо при одном и том же значении критерия они в одном случае могут приводить к потере работоспособности устройства, а в другом — не повлиять на нее. В связи с тем, что постепенные отказы характеризуются закономерным изменением параметра за -время, предшествующее отказу, они могут быть заранее предсказаны.

Рассмотрим теперь постепенные отказы, которые связаны с постепенным изменением параметра изделия" К*) во времени. Момент достижения параметром (4' какого-либо заранее установленного предельного значения * (допустимой границы изменения параметра)1 является моментом наступления постепенного отказа ^-. Определение времени постепенного отказа будет зависеть от характера изменения параметра fo(t) изделия,, усредненного по партии исследуемых изделий N (I—-=1,2,..., АО.

Катастрофические отказы не являются основными для транзисторов — на их долю приходится примерно 20% всех наблюдаемых отказов. В основном же отказы транзисторов обусловлены постепенным изменением параметров сверх допустимых отклонений.

Условные отказы. Большинство отказов обусловлено постепенным изменением параметров приборов за допустимые пределы отклонений (условные отказы). Условные отказы чаще всего вызваны физическими и химическими процессами на поверхности и в объеме полупроводниковых приборов и на катодах в электронных лампах. Объемные процессы, приводящие к недопустимому изменению пара-

Отказ — событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта. При оценке надежности электрических машин необходимо заранее оговорить, какое состояние считается неработоспособным. По характеру возникновения различают отказы внезапные, характеризующиеся скачкообразным изменением значений одного или нескольких параметров объекта, и отказы постепенные, характеризующиеся постепенным изменением значений одного или нескольких параметров объекта. Внезапные отказы обычно проявляются в виде повреждений элементов (обрывы, пробои изоляции, образование трещин, поломки). Постепенные отказы связаны с износом и старением элементов и материалов (износ щеток и коллектора, старение изоляции).