Разработка функциональной схемы автоматического регулирования и формирование математической модели.
На основании полученного уравнения динамики ГД и выбранного регулятора частоты вращения «Вудвард» PG-58 построим структурную схему САР.
Рис. 2.2.1 Функциональная схема САР.
Детализируя функциональную схему получим структурную схему системы.
Рис. 2.2.2 Структурная схема САР.
В соответствии с функциональной схемой математическое описание отдельных элементов будет иметь вид:
- канал нагрузки двигателя
- канал регулирования двигателя
- суммарный входной сигнал двигателя
- уравнение динамики двигателя
- уравнение ЧЭ регулятора
- канал задания регулятора
- суммарный входной сигнал серводвигателя
- уравнение серводвигателя
- уравнение динамики изодрома (ГОС)
- уравнение динамики (ЖОС)
- Канал керування двигуна
или после упрощения и пренебрежением возмущения по каналу нагрузки, получим
Решения полученной системы однородных дифференциальных уравнений найдем с помощью метода Рунге – Кутта, реализованного в программе MathCAD. Ниже приведен рабочий лист MathCAD с соответствующей программой.
Рис. 2.2.3 Переходной процесс САР при Ти=
var., Кжос=const
Для данного переходного процесса
Tи=0,8 Ки=0,2 Кжос=0,1
1) время регулирования – tp=2,3c;
2) динамический заброс –
3,9
об/мин.
Tи=0,1 Ки=0,2 Кжос=0,1
1) время регулирования – tp=4c;
2) динамический заброс – 4,6 об/мин.
Рис. 2.2.4 Переходной процесс САР при Ти= 0.8., Кжос=var.
Для данного переходного процесса
Tи=0,8 Ки=0,2 Кжос=0,1
1) время регулирования – tp=2,3c;
2) динамический заброс – 3,9 об/мин.
3)
об/мин
Tи=0,8 Ки=0,2 Кжос=0,2
1) время регулирования – tp=4c;
2) динамический заброс – 3,4 об/мин.
3)
об/мин
2.3. Вывод общего уравнения динамики системы регулирования.
Общее уравнение динамики САР дает возможность определить по какому каналу удобней проводить исследования и при выборе одного канала воздействия, автоматически должны быть ликвидированы все другие воздействия для лучшего исследования действия сигнала по этому каналу на данную систему.
Переходной процесс на рис. 2.2.3 был получен в результате воздействия на систему по каналу регулирующего воздействия в соответствии с функциональной схемой САР, изображенной на рис. 2.2.2.
Передаточная функция АСР будет иметь вид:
Уравнение динамики АСР:
Уравнение статики АСР:
Из уравнения статики видим, что наклон статической характеристики будет зависеть от настроечного параметра регулятора Кжос.
Рис. 2.3.1 Статические характеристики АСР
КРАТКИЕ ВЫВОДЫ.
В данном курсовом проекте оценена работа двигателя 7ДКРН 80/160 – 4 совместно с регулятором частоты вращения «Вудвард PG-58» с ЖОС и ГОС.
Проведены исследование двигателя, как объекта регулирования частоты вращения вала,построены статические характеристики подвода, отвода энергии. Графо-аналитическим путем были найдены коэффициенты усиления, и постоянные времени двигателя на частичных режимах.
В результате исследования динамики и статики АСР частоты вращения вала двигателя были определены показатели качества, которые и являются оптимальными по быстродействию и соответствуют реальным физическим величинам.
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА.
1. Виноградов А.А. Автоматизированные системы управления судовыми дизельными и газотурбинными установками (курсовое и дипломное проектирование): Учебное пособие. – ОНМА, 2004. – 88с.
2. Ланчуковский В.И., Козьминых А.В. Автоматизированные системы управления судовыми дизельными и газотурбинными установками: Учебник для вузов. – 2-е изд.,– М.: Транспорт, 1990. – 335 с.
3. Крутов В.И. Автоматическое регулирование двигателей внутреннего сгорания. – 4-е изд.,– М.: Машиностроение, 1979. – 615 с.
5. Горб С.И. Анализ систем автоматического регулирования частоты вращения судовых дизельных установок. – М.: – Мортехинформреклама , 1989.