Диссертация (Формирование характеристик дизельного двигателя при использовании системы комплексного адаптивного управления), страница 13

PDF-файл Диссертация (Формирование характеристик дизельного двигателя при использовании системы комплексного адаптивного управления), страница 13 Технические науки (12509): Диссертация - Аспирантура и докторантураДиссертация (Формирование характеристик дизельного двигателя при использовании системы комплексного адаптивного управления) - PDF, страница 13 (12509)2017-12-21СтудИзба

Нужна помощь в написании диссертации?

Подберём лучшего эксперта, который поможет на всех этапах от выбора темы до защиты диссертации магистра, кандидата или доктора наук!

Описание файла

Файл "Диссертация" внутри архива находится в папке "Формирование характеристик дизельного двигателя при использовании системы комплексного адаптивного управления". PDF-файл из архива "Формирование характеристик дизельного двигателя при использовании системы комплексного адаптивного управления", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "технические науки" из Аспирантура и докторантура, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "остальное", в предмете "диссертации и авторефераты" в общих файлах, а ещё этот архив представляет собой кандидатскую диссертацию, поэтому ещё представлен в разделе всех диссертаций на соискание учёной степени кандидата технических наук.

Просмотр PDF-файла онлайн

Текст 13 страницы из PDF

В связи с этим в модели реализовано два способа динамического задания момента сопротивления, соответствующие этим сферам применения двигателей.В случае моделирования энергетической установки тепловоза используется задание момента сопротивления в соответствии с текущим положениемконтроллера машиниста. Момент сопротивления ступенчато изменяется придостижении частотой вращения заданного значения.Для моделирования судового применения используется расчѐт моментасопротивления в соответствии с винтовой характеристикой. Используется полная мощность двигателя с необходимым запасом. При необходимости возможно проведение доработки модели для расчѐтов с использованием винта с регулируемым шагом.983.3. Компьютерная программа, реализующая математическую модельдизельного двигателяДля проведения расчѐтов была разработана компьютерная программа всреде MATLAB/Simulink.

Использование готовых блоков позволило увеличитьскорость расчѐта модели. Для ряда задач потребовалось реализовать собственные блоки. При этом использовались элементы Embedded Matlab Function дляформирования m-кода. Программирование больших задач в среде Simulinkподразумевает использование вложенных слоѐв, в разработанной программеиспользуются слои четырѐх уровней [102].Верхний уровень программы содержит процедуры обработки двух основных разделов: самой математической модели и визуального интерфейса. Наверхнем уровне также содержатся процедуры обработки управляющих элементов визуального интерфейса и вывода переменных в виде графиков и числовыхзначений. Внешний вид верхнего уровня программы показан на Рисунке 3.11.Рисунок 3.11. Верхний уровень программы99В связи с необходимостью создать удобный и интуитивно понятный инструмент для расчѐта процессов управления дизелем особый акцент был сделанна визуальной части интерфейса программной реализации математической модели (Рисунок 3.12).Рисунок 3.12.

Интерфейс компьютерной программыВ левой части окна интерфейса сгруппированы управляющие устройства.Основное пространство занимает устройство управления, позволяющее задавать текущий режим работы энергетической установки. В случае использования двигателя на тепловозе управляющее устройство представляет собой контроллер машиниста с шестнадцатью позициями (0-15), для судна это – задатчикчастоты вращения (от 300 об/мин до 1000 об/мин). Рядом расположен ряд переключателей для задания режимов функционирования системы управления.

Переключатель «Винт/Тепловоз» позволяет изменять формат задания момента сопротивления, соответственно для случая работы двигателя на привод судовоговинта или генератора в составе энергетической установки тепловоза. В режиме«Винт» функционирует верхний ползунок для плавного задания уставки по частоте вращения двигателя. Ниже расположен переключатель, отвечающий завид тепловозной характеристики. Правее размещены переключатели, позволяющие перейти к расчѐту установившихся режимов. При этом в математическую100модель поступают значения соответствующих констант, которыми можноуправлять на верхнем уровне программы. В нижней части расположены два переключателя, отвечающие за активацию управления турбонаддувом для каждого из турбокомпрессоров.

Рядом расположены индикаторы выхода на помпаж.В этой же части интерфейса размещѐн переключатель ограничения топливоподачи по величине коэффициента избытка воздуха для снижения дымности отработавших газов (пневмокоррекции).В средней части интерфейса приведены стрелочные индикаторы, отображающие частоту вращения, мощность, давления после компрессоров и передтурбинами, а также положение направляющих аппаратов турбин.В правой части интерфейса отображаются графики частоты вращения иуставки, а ниже – моментов двигателя и сопротивления. Графическая информация обновляется динамически и в процессе расчѐта появляется возможностьпринимать решения о режиме функционирования, исходя из текущих параметров двигателя, что приближает процесс работы с программой к работе с реальной энергетической установкой.Уровень задания основных элементов модели представлен на Рисунке3.13.

В соответствии со структурой математической модели на данном уровнепредставлены модули расчѐта поршневой части, двух турбокомпрессоров,впускного и выпускного трубопроводов, регулятора дизеля. Здесь же расположен модуль обработки начального приближения. Сами значения для начального приближения задаются на верхнем уровне в «маске» модели, доступной подвойному клику на изображении двигателя. Каждый из модулей имеет большое количество входов и выходов. Часть потоков обмена информацией оформлена в виде связей, другая часть – в виде туннелей системы «From-To».Следующий смысловой уровень модели представляет собой описаниекаждого элемента в соответствии с его дифференциальным уравнением.

В некоторых элементах содержатся дополнительные модули последнего, четвѐртогоуровня вложения, использованные для удобства отображения структуры модели. Наиболее интересный пример третьего уровня приведѐн на Рисунке 3.14.101На нѐм показан модуль расчѐта динамики турбокомпрессора. В данном элементе присутствуют два модуля для определения параметров турбины и компрессора, а также часть регулятора по формированию карты положений направляющего аппарата турбины.Рисунок 3.13. Уровень задания основных элементов моделиРисунок 3.14. Модуль расчѐта динамики турбокомпрессора1021033.4.

Формирование статических характеристик дизеля 12 ЧН 26,5/31Для рассматриваемого дизельного двигателя предусматривается использование разработанной комплексной системы управления с регулирующимивоздействиями на системы подачи топлива и турбонаддува. В связи с этим расчѐтное исследование проведено с учѐтом данного варианта функционированияСАУ.Первоначально параметры рабочего процесса дизеля для различных возможных сочетаний частоты вращения и крутящего момента на установившихсярежимах получены с помощью программы в среде Matlab/Simulink, основаннойна разработанной математической модели. Далее полученные параметры былииспользованы в качестве исходных данных и по ним проведѐн уточнѐнный расчѐт рабочего процесса дизеля на выбранных режимах работы по программе«Дизель-РК».Целью расчѐтного исследования было получение внешней скоростнойхарактеристики при различных условиях работы системы турбонаддува [103].Были рассмотрены следующие варианты работы турбокомпрессоров.

Первыйвариант соответствует работе дизеля с двумя нерегулируемыми турбокомпрессорами, второй – с одним нерегулируемым турбокомпрессором, третий вариант– работа с двумя турбокомпрессорами с управляемыми сопловыми аппаратами.Внешние скоростные характеристики дизеля для рассмотренных вариантов работы системы турбонаддува приведены на Рисунке 3.15.Линия 1 на Рисунке 3.15 проведена по точкам, соответствующим работедвигателя с двумя нерегулируемыми турбокомпрессорами. Ограничение потопливоподачи выбиралось исходя из величины коэффициента избытка воздуха. Допустимым значением выбрано 1,4.

Такой подход соответствует использованию алгоритма пневмокоррекции при работе двигателя. Следует отметитьхарактерную особенность работы двигателя с нерегулируемыми турбокомпрессорами: на частотах вращения до 650-700 оборотов в минуту наблюдается недостаток воздуха. Такое явление вызвано недостаточной раскруткой роторов104турбин. Во многом для решения именно этой проблемы используются различные методы регулирования системы воздухоснабжения.Рисунок 3.15. Статические характеристикиЛиния 2 соединяет точки расчѐтов с использованием двух регулируемыхтурбокомпрессоров.

Регулирование производится за счѐт изменения проходного сечения направляющего аппарата турбин. По сравнению с работой двигателябез регулирования турбокомпрессоров наблюдается значительное повышениекрутящего момента на частотах вращения от 400 до 700 оборотов в минуту. За105счѐт изменения положения направляющего аппарата увеличивается давление навходе в турбинах, поток газа направляется на периферию лопаток, что увеличивает плечо действия силы давления.

Это приводит к увеличению крутящегомомента на роторах турбокомпрессоров. Более активная раскрутка турбокомпрессоров позволяет направить больше воздуха в цилиндры, что приводит кувеличению коэффициента избытка воздуха при фиксированной подаче топлива. С учѐтом алгоритма пневмокоррекции увеличивается доступная величинатопливоподачи и крутящий момент двигателя.Линия 3 на Рисунке 3.15 проходит через точки расчѐтов, проведѐнных сиспользованием одного нерегулируемого турбокомпрессора.

Доступный крутящий момент при частотах вращения от 500 до 700 оборотов больше, чем вдвух предыдущих вариантах. При малых нагрузках образуется недостаточноедля двух турбин количество отработавших газов. В случае использования одного турбокомпрессора весь расход отработавших газов направляется на него, приэтом турбина создаѐт достаточный для раскрутки ротора крутящий момент.При большей частоте вращения двигателя воздуха от одного турбокомпрессоране хватает и доступный крутящий момент значительно снижается. В таком случае следует использовать регистровый наддув.

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
4980
Авторов
на СтудИзбе
471
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее