монтировать на одной
поверхности, а электромеханический преобразователь — на
противоположной. Однако датчики и преобразователи можно размещать и в
различных местах. Еще одна возможность состоит в использовании одного
элемента и в качестве датчика, и в качестве привода. Такие элементы
называют самосчитывающими пьезопре-образователями
[3].
3.3. Активный контроль структур
Выше отмечалось, что конструкция
может иметь сложное динамическое поведение, и для активного
воздействия на нее необходим набор датчиков и электромеханических
преобразователей. Датчики измеряют деформацию структуры, а
электромеханические преобразователи создают силы, подавляющие
колебания. Если силы являются следствием произведенных датчиками
измерений, то мы имеем систему управления с обратной связью.
Эти силы влияют на поведение системы, изменяя показания
датчиков. Про такие системы говорят, что они имеют замкнутый
контур управления или просто замкнутый контур. В
отсутствие обратной связи их называют системами управления с
открытым контуром.
Простейшей иллюстрацией системы
управления может служить автомобиль, движущийся по прямой улице.
Датчиками являются глаза водителя, которые следят за дорогой, а силовым
приводом - руки. В открытом контуре управления руль должен быть установлен
так, чтобы колеса автомобиля были строго параллельны улице. Если в
начальный момент времени автомобиль двигался вдоль улицы, то и дальше
он будет двигаться вдоль нее. Однако маловероятно, что начальное
положение автомобиля было строго параллельно улице. Кроме того, улица
может иметь боковой наклон, возможен боковой ветер, а улицы
практически никогда не являются прямыми. По этим причинам без
замкнутого контура управления автомобиль довольно быстро столкнется с
фонарным столбом. Управление в данном случае осуществляет водитель.
Он следит за положением автомобиля и поворачивает руль, чтобы автомобиль
оставался на дороге. Такая система управления с обратной связью
обеспечивает успешное движение автомобиля по дороге, несмотря на наличие
поворотов и внешние воздействия.
Как сильно нужно повернуть руль,
если датчик выдает некоторый сигнал, указывающий на отклонение от
правильного направления? Отношение величины управляющей силы к
величине сигнала датчика называют коэффициентом усиления
системы управления. Если руль поворачивают несильно
(небольшой коэффициент усиления), для коррекции ошибки потребуется большое
время. С другой стороны, если его повернуть излишне сильно (большой
коэффициент усиления), реакция системы будет очень резкой, и угол
отклонения колес от нулевого положения изменит знак. В результате движение
автомобиля станет колебательным.
