aru (954465), страница 15

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 15)

10.4. Структурная схема в результате упрощения исходнойР е ш е н и е:1. Согласно рис. 2.6, в запишем формулу для передаточной функциизамкнутой системы:1181p 16p 1.Wз ( p ) 10 21521  0,1  6p  7p p 1 3 6p 132. Характеристическое уравнение получим, приравняв знаменательполученной передаточной функции для замкнутой системы к нулю.6 p2  7 p 5 0.3Соответственно корни характеристического уравнения примут значения15p1   ; p2   .363. Упрощенная схема САР представлена на рис. 10.5.Рис. 10.5. Упрощенное представление структурной схемы САР4.

Уравнение динамики в операторной форме при   0,15y  Wз ( p )   p 156p  7p 3 0,15 .2Статическое отклонение регулируемого параметра по окончании переходного процесса САР составитy  limp 16 p2  7 p 53 0,15  0,09 при p  0 .Таким образом, чувствительность САР к изменению нагрузки составляет величину 0,09, что является достаточно ощутимым для даннойСАР.119З а д а ч а 2: О п р е д е л и т ь з н а ч е н и е к р и т и ч е с к о г о к оэффициента статической передачи регуляторап р я м о г о д е й с т в и я K p (коэффициента усиления) для простейшейСАР, состоящей из двигателя и регулятора. Передаточная функция двигателя и регулятора соответственноW ( p) Kp1, W p ( p) .3p 10,1 p 2  p  1Канал нагрузочной проводимости фиксирован, и для номинальногорежима K o  const .Р е ш е н и е: Настройка системы обеспечивается регулятором, напримервеличиной степени неравномерности его статической характеристики.Значение K p 1.

Под критическим коэффициентом усиления регуляторапонимают такую его величину, при которой система выходит на границуустойчивости K p kp .1. Определим передаточную функцию для замкнутой системы13p 1Wз ( p ) .Kp 1 1 2 3 p  1 0,1 p  p  12. Получим характеристическое уравнение САР, приравняв знаменатель передаточной функции для замкнутой системы:(3 p  1)(1 илиKp(3 p  1)(0,1 p 2  p  1))00,3 p 3  3,1 p 2  4 p  (1  K p )  0 .3.

По критерию Рауза-Гурвица для определения устойчивости САРдля обеспечения устойчивости при всех положительных коэффициентаххарактеристического уравнения необходимо выполнение третьего условия:1203,1D1 0,31 K p4 0.Граница устойчивости решения – равенство определителя нулю:3,1  4  0,3(1  K p )  0 .kpРешив уравнение, находим искомое K p kp  40,3 . Следовательно, максимальное критическое значение степени неравномерности не должнопревышать 0,5K p kp , что составит величину11 100 %  5 % .kp200,5K pТаким образом, с помощью устройства изменения статизма максимальную настройку статизма следует ограничить 5 %.Задание для самостоятельной работы1.Поясните понятие «устойчивость работы систем автоматическогорегулирования».2.На каких принципах строится оценка устойчивости САР и ее элементов?3.Как оценивается устойчивость САР критерием Рауза-Гурвица?4.Как оценивается устойчивость САР критерием Михайлова?5.Как оценивается устойчивость САР критерием Вышнеградского?6.Как воспользоваться диаграммой Вышнеградского для оценки устойчивости работы систем автоматического регулирования?7.Сравните способы оценки устойчивости работы систем автоматического регулирования с позиции степени сложности реальных системавтоматического регулирования.1218.Возможно ли применить метод Вышнеградского для оценки устойчивости работы систем автоматического регулирования с регуляторомнепрямого действия?9.Возможно ли применить метод Михайлова для оценки устойчивостиработы систем автоматического регулирования с регулятором непрямого действия?Глава 11.

УПРАВЛЕНИЕ ДВИГАТЕЛЯМИ ВНУТРЕННЕГОСГОРАНИЯ§ 11.1. Общее представление о задачах управленияСистемы автоматического регулирования двигателей являются частным случаем общей теории и практики управления сложными объектами.Даже на одном объекте могут одновременно функционировать более десяти САР, например, автоматическое регулирование частоты вращения, регулирование давления в системе смазывания, уровня технологических средв емкостях, температур в системах и т. п. Таким образом, объект становится автоматизированным.

А в понятие «управление» включены следующиепути воздействия на автоматизированный объект и технические средства,обслуживающие двигатели, в том числе обеспечивающие оптимальнуюэксплуатацию по экономике, экологии, по адаптации к режимам:1 – дистанционное ручное и автоматизированное управление (ДУ иДАУ);2 – система аварийно-предупредительной сигнализации и защиты(АПС);3 – система централизованного контроля;4 – автоматизация процессов пуска и останова двигателя;5 – система диагностирования дизеля;6 –система автоматизации дизель-генераторных установок;1227 – автоматизированные системы подготовки топлива;8 – системы очистки тяжелого топлива.Вопросы управления не ограничиваются указанными системами, сегодня в практической эксплуатации нашли применение различные системыи устройства, в том числе построенные на базе микропроцессорных комплектов (МПК).Одним из важнейших путей развития современных ДВС и агрегатовна их базе является оснащение их «умными» (интеллектуальными) системами, которые осуществляют функции автоматизированного или автоматического управления, регулирования, контроля, обслуживания и защиты,автоматической безразборной диагностики, адаптации двигателя (агрегата)к меняющимся условиям эксплуатации, в том числе по режимам нагружения и частоте вращения (рис.

11.1).Рис. 11.1. Система управления главного судового двигателя123Регуляторы частоты вращения были первыми интеллектуальнымиустройствами, обеспечивающими функционирование ДВС. Большинстводругих частных систем комплексной системы управления хотя и решаюткаждая свою задачу, могут быть рассмотрены на основе общей для нихтеории дискретных систем. Система дистанционного автоматизированногоуправления частотой вращения, которая использует следящие передачи,базируется на принципах, аналогичных теории САР. Специфическими являются устройства дистанционного контроля – показывающие измерительные приборы дистанционного типа.

Системы контроля и диагностирования разрабатываются специализированными организациями или фирмами.Для решения задачи структурной разработки системы комплекснойавтоматизации, создания экономных, технически оправданных комплексовустройств в общем случае необходимо изучение специфических свойствобъекта с учетом требований заказчика, что обеспечит разработку рациональных алгоритмов с применением теории синтеза управляющихустройств. В зависимости от назначения и задач автоматизации и управления по каждому классу ДВС и агрегатов на их базе решаются свои конкретные задачи, составляется свой набор функциональных систем.На рис. 11.2.

показан ориентировочный набор функций комплекснойсистемы автоматизации и управления вспомогательного дизель-генераторапеременного тока.124Рис. 11.2. Система комплексной автоматизации и управлениявспомогательного дизель-генератораНабор подсистем управления вспомогательного дизель-электрического агрегата аналогичен системе управления главного судового двигателя. Следует отметить, что этот набор функций аналогичных подсистемимеет место и в системах комплексной автоматизации и управления длядвигателей других назначений (например, тепловозных, в составе передвижных установок, буровых установок и др.).Вышеперечисленные системы являются традиционными, например,система централизованного контроля «Шипка-М» и система АПС шведской фирмы ALSY-1, системы диагностирования типа DETS, дистанционное автоматизированное управление главными двигателями фирмы STL и«Гром», ДАУ дизель-генераторами «Роса-М», система автоматизации дизель-электростанции «Ижора-М» и т.

д.125ХХI в. диктует новые требования к современным высокофорсированным дизелям исходя из необходимости обеспечения топливной экономичности, экологичности изделий, эргономики при управлении дизелями.Объем задач управления возрастает по мере создания новых систем топливоподачи с электронным регулированием типа Common Rail, электроннымуправлением (практически безынерционным) фазами топливоподачи и газораспределения, воздействия на величину угла опережения впрыскиванияи т. д. Появилась возможность такого управления процессами двигателя,при котором происходит оптимизация рабочего процесса, обеспечиваетсяминимальный удельный эффективный расход топлива при минимальнойэмиссии отработанных газов (особенно в части оксидов азота). Это у п р ав л е н и е базируется на широком применении специализированной бортовой компьютерной техники.Следует считать, что наступает эра так называемых интеллектуальныхдвигателей.

Знание общих вопросов в данной области необходимо выпускникам высшей школы.§ 11.2. Общее представление о процессах управленияГлавная задача автоматизации промышленных предприятий и судов –увеличение производительности труда коллектива и судового экипажа приодновременном повышении безопасности эксплуатации. Системы автоматизированного управления построены по принципу 3-ступенчатой иерархической структуры, например, для судна: ходовая рубка – центральныйпост управления (ЦПУ) – местные посты управления. Для контроля функционирования используются системы централизованного контроля (СЦК).Управление на дистанции судовыми энергетическими установками (СЭУ),состоящими из главных и вспомогательных двигателей, а также вспомогательных механизмов и судовых объектов, обеспечивается соответствующими системами ДАУ и СЦК.Управление СЭУ состоит из определенных операций по изменениюрежимов работы систем и механизмов.

Характеристики

Список файлов лекций