Лабораторна робота № 2. ДОСЛІДЖЕННЯ СИСТЕМИ АВТОМАТИЧНОГО РЕГУЛЮВАННЯ ЧАСТОТИ ОБЕРТАННЯ ВАЛА ДВЗ З РЕГУЛЯТОРОМ, ЩО ПРАЦЮЄ ЗА ІНТЕГРАЛЬНИМ ЗАКОНОМ (І–РЕГУЛЯТОРОМ)

Мета роботи: дослідження впливу параметрів настроювання регулятора на роботу системи автоматичного регулювання (САР).

1.Опис роботи САР. Система автоматичного регулювання частоти обертання вала ДВЗ (рис. 2.1) включає об'єкт регулювання – ДВЗ та автоматичний регулятор. До складу регулятора входять: чутливий елемент відцентрового датчика 1, золотниковий підсилювач 2, пружина, що задає 3, поршневий виконавчий механізм 5 і регулювальний орган 7. Задана частота обертання n_здвстановлюється попереднім стиском пружини 3. Вхідними координатами САР є вплив, що задає n_зд і вплив, що обурює N, який створюється навантаженням Н, приєднаним до ДВЗ. Вихідна координата – регульована величина п. Дросельний кран ДР використовується для зміни швидкості переміщення поршня виконавчого механізму 5.

На сталому режимі зусилля, що розвиває пружина 3, урівноважується зусиллям з боку чутливого елемента 1, а виконавчий механізм через важільну передачу 6 і рейку 7 паливного насоса підтримують витрату палива, що подається до двигуна.

При зміні частоти обертання зазначена вище рівновага порушується і регулятор змінює витрату палива, поки не буде відновлена задана частота обертання. Наприклад, при зменшенні n в результаті збільшення навантаження Hна валу, зусилля з боку чутливого елемента 1 зменшиться, золотник переміститься нагору, поршень виконавчого механізму зміститься вниз, рейка 7 паливного насоса переміститься в бік + і витрата палива збільшиться. По закінченні перехідного процесу буде встановлена витрата палива, що відповідає новому навантаженню, при якому частота обертання дорівнює заданій. Це буде тому, що усталений режим, коли виконавчий механізм не рухається, може відбутися при знаходженні золотника в положенні при якому його пояски перекривають подачу робочої рідини до виконавчого механізму, що можливо тільки при одному і тому положенні важків чутливого елемента, яке в свою чергу завжди залежить від значення обертів, а значить відповідає одному і тому (заданому) значенні обертів .

Рис.2.1. Принципова схема САР частоти обертання вала ДВЗ

2. Математичний опис окремих елементів САР. Функціональна схема САР наведена на рис.2.2.

Рис.2.2. Функціональна схема САР частоти обертання вала ДВЗ

У схемі прийняті позначення: ЗЕ – елемент, що задає; ЕП – елемент порівняння; ЗП - золотниковий підсилювач; ВМ – виконавчий механізм; ВП – важільна передача; ДВЗ – двигун внутрішнього згоряння; ЧЕ – чутливий елемент; ПЗЗ – пристрій зворотного зв’язку; Д – диференціатор.

Рівняння елементів системи, записані у відносних відхиленнях перемінних, мають вигляд:

- рівняння ДВЗ як об'єкта регулювання

- рівняння чутливого елемента відцентрового датчика

;

- рівняння золотникового підсилювача, елемента порівняння і елемента, що задає

, , ;

- рівняння виконавчого механізму і важільної передачі

, .

У рівняннях прийняті позначення:

Т₀ - постійна часу об'єкта регулювання (ДВЗ);

- коефіцієнти передачі ДВЗ по впливу, що керує та впливу, що збурює, чутливого елемента, елемента, що задає, золотникового підсилювача, виконавчого механізму і важільної передачі ;

- відносні відхилення від базових значень частоти обертання, переміщення рейки паливного насосу, потужності споживача, затягування пружини елемента, що задає, переміщення золотника підсилювача, витрат на виході золотникового підсилювача, зусиль, що розвивають чутливий елемент і елемент, що задає.

Структурну схему САР наведено на рис. 2.3.

Рис.2.3. Структурна схема САР

Чисельні значення коефіцієнтів рівнянь елементів САР і значення дії, що керує та дії, що збурює в табл.2.1.

Поиск по сайту: