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离心调速器

1788
  • James Watt
老式蒸汽机的离心调速器,控制工程。.

(图片仅供参考)

离心式调速器是一种机械装置,其原理如下 离心力 来调节发动机的转速。随着发动机转速的增加,旋转质量(飞球)在离心力的作用下向外运动。这种运动与节流阀相连,节流阀会减少燃料或蒸汽的供应,从而使发动机减速并保持接近恒定的速度。.

The centrifugal governor, famously improved and applied by James Watt in 1788 for his steam engine, is a classic example of a negative feedback control system. It consists of two or more masses, often called flyballs, mounted on arms that are hinged to a rotating spindle driven by the engine’s output shaft. As the spindle rotates, 离心力 causes the flyballs to move outwards and upwards. This upward motion of the arms is mechanically linked to a throttle valve that controls the flow of working fluid (like steam) to the engine. If the engine speed increases beyond a set point, the flyballs swing further out, causing the linkage to partially close the throttle. This reduces the power input, and the engine slows down. Conversely, if the engine speed drops, the flyballs move inwards, opening the throttle and increasing power. This continuous adjustment allows the engine to maintain a relatively constant speed despite variations in load. It was a crucial innovation for the Industrial Revolution, enabling steam engines to be used for applications requiring stable speed, such as spinning and weaving in factories.

虽然瓦特的设计最为著名,但这一原理更早被用于风车,以调节磨石之间的距离。瓦特的贡献在于将其改良并用于蒸汽机,成为自动控制理论的基石。詹姆斯-克拉克对调速器稳定性的数学分析 麦克斯韦 他在 1868 年发表的论文《论治理者》被认为是控制理论的奠基之作,标志着动态系统从纯粹的直观设计转向严格的数学分析。.

UNESCO Nomenclature: 3305
- 控制工程

类型

物理设备

中断

次金融

用法

过时

前体

  • 对离心力的理解(惠更斯、, 牛顿)
  • 蒸汽机的发展(纽科门、瓦特)
  • 从钟表制造和 自动机
  • 风车中早期的调节装置

应用程序

  • 蒸汽机
  • 内燃机(早期型号)
  • 唱机(唱片机)
  • 水力发电 turbines
  • 机械钟

专利:

NA

潜在创新理念

  • 现代汽车中的自适应巡航控制系统
  • fly-by-wire 飞行控制 系统
  • 自动化 过程控制 in chemical plants
  • 计算机网络中的负载平衡算法
  • 电网频率调节
  • 用于精确操作的机器人反馈系统
  • 用于调节温度的恒温器
  • 音频放大器的自动增益控制
  • 防抱死制动系统(ABS)
  • 车辆稳定控制系统
相关内容: 离心调速器、詹姆斯-瓦特、蒸汽机、反馈控制、控制理论、速度调节、节流阀、工业革命、飞球调速器、机械工程。.

历史背景

离心调速器

-250
-500
1750
1788
1834
1850
1850
1850
-500
1700
1761
1807-01-01
1850
1850
1850

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

第十年 周年纪念日

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