Понятие о жесткой обратной связи

В рассмотренной нами схеме регулятора непрямого действия (см. рис. 86) точка качания А рычага АВ неподвижна и поэтому движение золотника не связано с движением силового поршня серводвигателя. А что, если левый конец рычага АОВ (рис. 87) соединить со штоком поршня серводвигателя тягой АС, т. е. сделать так, чтобы точка А стала подвижной?

Рис. 87. Схема регулятора с жесткой обратной связью

В этом случае при перемещении муфты регулятора, например, вверх точка А в начальный момент будет оставаться неподвижной потому, что поршень серводвигателя имеет сравнительно большое сопротивление движению; золотник переместится вверх и при этом откроет вход маслу в пространство под силовой поршень серводвигателя и выход масла из пространства над поршнем. Как только поршень начнет подниматься, то вместе с ним начнет подниматься и левый конец рычага АОВ (точка А), поэтому правый конец рычага (точка В), поворачивающийся около точки О муфты регулятора, станет опускаться и заставит опуститься золотник. При этом золотник будет постепенно возвращаться в среднее положение, закрывая доступ масла в пространство под поршнем. Движение поршня прекратится как раз в тот момент, когда насосы увеличат подачу топлива на величину, соответствующую увеличению нагрузки.
Таким образом, соединение левого конца рычага АОВ с поршнем серводвигателя позволяет возвращать точку В в определенное положение, при котором золотник приходит в среднее положение. Иными словами, движение силового поршня, начатое по «приказу» золотника, передается теперь (с помощью рычага АОВ) обратно золотнику: серводвигатель переставляет золотник в среднее положение, после того как выполнит «приказ» золотника. Следовательно, наряду с прямой связью золотника с поршнем имеется обратная связь поршня с золотником с помощью рычага АО В, Такое соединение жесткого рычага поршня серводвигателя с золотником через муфты регулятора принято называть жесткой обратной связью, а весь регулятор — регулятором непрямого действия с жесткой обратной связью.
Название жесткой связи принято потому, что рычаг АОВ является жестким, а обратной она называется потому, что силовой поршень с помощью рычага АОВ передает обратное воздействие на золотник. Однако и регулятор с жесткой обратной связью имеет недостаток. Он заключается в том, что при изменении нагрузки частота вращения коленчатого вала дизеля не остается равной прежней, а все-таки несколько изменяется, в то время как она должна быть постоянной. Почему это происходит?
Взгляните на рис. 87. Пусть нагрузка увеличилась. Тогда грузы регулятора опустятся, точка В опустится, золотник передвинется и откроет окна, подача топлива увеличится: мощность дизеля придет в соответствие с новой нагрузкой. Это так. Но коленчатый вал дизеля не сохранит ту частоту вращения, которую он имел до начала нового режима (до начала увеличения нагрузки). Почему? Потому что система регулирования придет в равновесие (успокоится) только тогда, когда точка В вернется в начальное положение, т. е. когда золотник вернется в среднее положение и перекроет окна. Следовательно, в описанной схеме регулирования точка В всегда приходит в начальное положение; положение же точек О и А меняется.
При увеличении подачи топлива поршень займет положение ближе к нижнему крайнему и переместит за собой вниз муфту О. А это положение муфты, а значит, и грузов соответствует меньшей частоте вращения вала. Поэтому в регуляторах с жесткой обратной связью всегда наблюдается небольшая «просадка» (уменьшение) частоты вращения по мере увеличения нагрузки на дизель. Если превратить жесткую обратную связь в упругую (гибкую), то от этого недостатка можно избавиться. Как это сделать?