Большая Советская Энциклопедия (РЕ)
Шрифт:
Первые регуляторы осуществляли прямое регулирование, при котором измерительный орган непосредственно воздействовал на регулирующий орган. Такое Р. а. было возможно только на машинах малой мощности, где для перемещения регулирующих органов (рычага, колеса) не требовалось больших затрат энергии. В 1873 французский инженер Ж. Фарко впервые осуществил непрямое Р. а., введя в цепь регулирования усилитель — гидравлический сервомотор с жёсткой обратной связью. Это дало возможность не только повысить мощность воздействия регулятора, но и получить более гибкие алгоритмы Р. а. В 1884 появился регулятор непрямого действия с дополнительной релейной обратной связью, действовавшей до тех пор, пока отклонение было отлично от нуля. Затем
Со 2-й половины 19 в. Р. а. применяется в самых различных технических устройствах— паровых котлах, компрессорных установках, электрических машинах и др. К этому же периоду относится и становление науки о Р. а. В статье Дж. К. Максвелла «О регулировании» (1868) впервые рассмотрена математическая задача об устойчивости линейной CAP. Трудом И. А. Вышнеградского «О регуляторах прямого действия» (1877) заложена основа ТАР как новой научно-технической дисциплины. Дальнейшее её развитие и систематическое изложение дано А. Стодолой, Я. И. Грдиной и Н. Е. Жуковским.
Новый этап в развитии Р. а. наступил с применением в регуляторах электронных элементов, в частности вычислительных устройств, что существенно расширило возможность усовершенствования алгоритмов регулирования введением воздействий по высшим производным, интегралам и более сложным функциям. Преимущества электронных регуляторов особенно проявились в самонастраивающихся системах, первыми из которых были экстремальные регуляторы: регулятор топки парового котла (1926), электрический регулятор кпд (1940), авиационные регуляторы (1944). Однако подобные регуляторы применяют лишь в простейших случаях, например для поддержания экстремума функции одной переменной. В более сложных САР целесообразно разделить систему регулирования на две части: вычислительное устройство, определяющее оптимальную настройку регулятора, и собственно регулятор. В сложных системах управления Р. а. используется лишь на низшей ступени иерархического управления — регуляторы воздействуют непосредственно на управляемый объект, являясь исполнителями команд ЭВМ (или операторов), находящихся на более высоких ступенях управления.
Лит.: Теория автоматического регулирования, под ред. В. В. Солодовникова, книга 1—3, М., 1967—69; Воронов А. А., Основы теории автоматического управления, ч. 1—3, М. — Л., 1965—70; Заде Л., Дезоер Ч., Теория линейных систем. Метод пространства состояний, пер. с англ., М., 1970; Бесекерский В. А., Попов Е, П., Теория систем автоматического регулирования, М., 1972; Сю Д., Мейер А., Современная теория автоматического управления и её применение, пер. с англ., М., 1972; Основы автоматического управления, под ред. В. С. Пугачева, 3 изд., М., 1974.
А. А. Воронов.
Структурные схемы автоматического регулирования по отклонению (а), по возмущению (б) и комбинированного (в): x — заданное значение регулируемой величины; e — динамическая ошибка (рассогласование); u — управляющее воздействие; f — возмущающее воздействие (нагрузка); x — регулируемая величина; кружком, разделенным на секторы, обозначено сравнивающее устройство.
Регулирование дорожного движения
Регули'рование доро'жного движе'ния, система организационно-технических мероприятий, направленных на повышение скорости и безопасности движения. Сущность Р. д. д. заключается в том, чтобы обязывать, запрещать или рекомендовать водителям транспорта и пешеходам действия в интересах обеспечения скорости и безопасности.
В СССР Р. д. д. осуществляется в основном с помощью светофорной сигнализации (см. Светофор дорожный),дорожных знаков, разметки (см. Разметка дорожная), а также распорядительных действий работников Госавтоинспекции. Мероприятия по регулированию движения разрабатываются на основе изучения особенностей транспортных и пешеходных потоков на улицах и дорогах и всестороннего анализа причин дорожно-транспортных происшествий. Основу Р. д. д. в СССР составляют Правила дорожного движения, которыми устанавливаются пределы скорости, запрещение или ограничение обгонов, остановок и стоянок, поворотов и т. п., вводится одностороннее движение.
Развитие Р. д. д. началось в 1868, когда в Лондоне появилась первая установка семафорного типа, управляемая при помощи системы приводных ремней. Впоследствии эта установка была оснащена красными и зелёными фонарями, работавшими на светильном газе. Первые электрические светофоры появились в США в 1914. В СССР светофоры применяются с 1924.
В 20-х гг. в США были внедрены автоматы для переключения сигналов светофоров — контроллеры, которые работали по одной или нескольким программам, автоматически включаемым в заданное время (с учётом изменения интенсивности движения в течение суток).
Для рационального Р. д. д. разрабатываются обычно программа для часов «пик», для дневного периода спада движения и ночная программа. Наиболее совершенны системы с обратной связью, изменяющие длительность сигналов светофора с учётом интенсивности и плотности движения на пересекающихся улицах. Они состоят из транспортных детекторов (датчиков), регистрирующих проходящие автомобили, устройств для анализа поступающей от детекторов информации и выработки на этой основе команд по управлению светофорной сигнализацией, исполнительных устройств, непосредственно переключающих сигналы светофора. Системы регулирования с обратной связью получают всё большее распространение. Они применяются для регулирования движения на сложных перекрёстках с интенсивным движением, для координированного управления светофорной сигнализацией на магистрали («зелёная волна»), для управления движением в районе или городе.
В крупных автоматизированных системах регулирования применяют ЭВМ, что позволяет примерно на 20—25% повысить скорость движения и на 10—15% снизить количество дорожно-транспортных происшествий. В СССР первая экспериментальная система с использованием ЭВМ была внедрена в 1968 в Москве в районе Серпуховской заставы. С учётом опыта эксплуатации этой системы для Москвы в 60-х гг. разработана общегородская система телеавтоматического регулирования транспорта («СТАРТ»), которая рассчитана на управление светофорной сигнализацией на 1000 перекрёстках. В Алма-Ате в 1975 пущена в эксплуатацию 1-я очередь автоматизированной системы регулирования движения (система «ГОРОД»).
Автоматизированные системы регулирования обеспечивают не только управление сигналами светофоров, но и управляют т. н. многопозиционными дорожными знаками, изображение на которых автоматически изменяется с учётом конкретной ситуации движения.
Одно из перспективных направлений в области Р. д. д. — перераспределение транспортных потоков на сети улиц с учётом степени их загрузки. Развитие техники регулирования создаёт реальные предпосылки для внедрения этого метода в практику Р. д. д. См. также Организация движения автотранспорта.