Устройство для регулирования частоты вращения и нагрузки двигателя внутреннего сгорания на испытательном стенде

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ И НАГРУЗКИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ НА ИСПЫТАТЕЛЬНОМ СТЕНДЕ, содержащее датчики частоты вращения и нагрузочного момента , подключенные своими выхрдами к первому и второму вычитающим эле- ; ментам соответственно, исполнительный орган по скорости, подключенный к топливодозирующему органу двигателя , и исполнительный орган по нагрузке , подключенный к нагрузочному устройству , отличающееся тем, что, с целью повьшгения эффектив ности путем увеличения быстродействия и точности регулирования, оно дополнительно содержит два нелинейных преобразователя, два нелинейных элемента с релейной характеристикой, третий и четвертый вычитанмцие элементы , причем входы нелинейных преобразователей подключены к выходу первого вычитающего элемента, а выходы к входам третьего и четвертого вычитающих элементов, к вторым входам которых подключен выход второго вычитающего элемента, выходы третьего (Л и четвертого вычи -ающих элементов подключены к входам нелинейных эле ментов с релейной характеристикой а выходы последних - к исполнительным органам по скорости и по нагрузке .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПжЛИК зЫР0203700

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

OGYQAPCTBEHHblA HOMHTET GGGP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3594825/25-06 (22) 20.05.83 (46) 23.11.84. Бюл, - 43 (72) И.3. Варшавский. (71) Производственное объединение

Ленавторемонт (53) 621.436.621.833.2-52(088.8) (56) 1. Система автоматического управления обкаткой двигателя. Информационный листок, У 785-82. Л., ЦНИТИ, 1982. о (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ И НАГРУЗКИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ НА ИСПЫTATEJIbH0M СТЕНДЕ, содержащее датчики частоты вращения и нагрузочного момента, подключенные своими выходами к первому и второму вычитающим элементам соответственно, исполнительный орган по скорости, подключенный к топливодозирующему органу двигате,.SU„„1125397 A ля, и исполнительный орган по нагрузке, подключенный к нагрузочному уст, ройству, отличающее с я тем, что, с целью повышения эффектив ности путем увеличения быстродействия и точности регулирования, оно дополнительно содержит два нелинейных преобразователя, два нелинейных элемента с релейной характеристикой, третий и четвертый вычитающие элементы, причем входы нелинейных преобразователей подключены к выходу первого вычитающего элемента, а выходык входам третьего и четвертого вычи тающих элементов, к вторым входам которых подключен выход второго вычитающего элемента, выходы третьего и четвертого вычитающих элементов подключены к входам нелинейных элементов с релейной характеристикой, а выходы последних — к исполнительным органам по скорости и по нагрузке, 1 .1125397 1

Изобретение относится к машино- к исполнительным органам по скорости строению, в частности двигателестрое- и:.по нагрузке, нию, а именно к устройствам для регу- На фиг. 1 приведена функциональ лирования двигателя .внутреннего сго- ная схема предлагаемого устройства; рания на испытательном стенде .,-:, 5 на фиг. 2 — график оптимального по

Известно устройство для регулиро- . - быстродействию переходного процесса; вания частоты вращения .и нагрузки .. на фиг. 3 — фазовый портрет графика двигателя внутреннего сгорания на ис - переходного процесса. питательном стенде, содержащее датчи- Устройство содержит датчики 1 .и

: ки частоты вращения и нагрузочного 10 2 частоты вращения и нагрузочного момента,: подключенные своими выходами момента, подключенные своими выхода :к первому и второму вычитйацим эле-. ми к первому и второму вычитающим

"ментам соответственно, исполнитель- элементам 3 и 4 соответственно, ис.:ный. орган по скорости,,подключенный, . .. нолнительный орган. 5 по скорости, к топливодозирующему органу двига- : †ц . подключенный..к топпиводозирующему теля, и исполнительный орган по иа- органу 6 двигателя, и исполнительный .грузке, подключенный к нагрузочио- :. -орган 7 по нагрузке, подключенный к му устройству 1 3.:: . :кагрузочному устройству 8, а также

Однако известное устройство не.об- : два нелинейных преобразователя 9 ладает достаточньм быстродействием. З1 -и 10, два нелинейных. элемента. 11 и и точностью регулирования>.что йе : t2 с релейной характеристикой, тре-. . . позволяет его эффективно использовать тий. и четвертый: вычитающие элементы. для регулирования двигателя внутрен-, :13 и 14, причем входы. нелинейных него сгорания при исследовании на не . преобразователей. 9 и 10 подключеньг стационарных режимах;. ;, g5- к выходу первого вычнтающего эле--. .мента 3. выходы-.— к входам третьего

Целью изобретения является повы- . .: и четвертОГо вйчитающих эяементов шенне эффективности устройства путем : 13.и. 14, к вторым входам которых

-увеличения быстродействия и точности.: . .подключен выход второго.вйчйтающего регулирования. : . : .. ..элемента:4, .выходы третьего и четвер- того вычитающих элемейтов 13. и 14

Указанная: цель достигается тем лодключеий квходам нелинейных элечто устройство для регулирования ментов 1.1.и 2 с ралейной.характерисчастоты вращения и нагрузки двйга- тикой, а выходы последних к исполнителя внутреннего сгорания на испы- . .; о „ 7 тельйыи органам 5 и 7 .по скорости тательном стенде, содержащее. датчи-: ЗЮ и по нагрузке. ки частоты вращения и нагруэочиого .б момента, подключенные своими выхода-: - Устройатво работает следувщим обми к первому и второму вычитающим . разом. элементам соответственно, исполни- .. Система стенд-. двигатель является тельный орган по скорости, подключен . обьектом двухсвязйого регулираВания.

-40 ный к топливодозирующему органу дви-. Оптнйальным управлением быстрадейст,гателя, и исполнительный орган по . .вия является. процесс изображенный, Э нагрузке, подключенный к нагрузочно- .в. виде,графюпса аа .фиг.: 2., му устройству, дополнительно содержит При этом йрииятц сЛедующие об 8а» о оз а" два нелинейных преобразователЯ, - . чения: U . - .сигнал.на входЕ исПОлнв-- . два нелинейных элемента е релейной : . тельного, органа 7 по иагрузк U е, характеристикой, третий и четверть% ::сигнал на входе йсполнитульного ор-: вычитающне элементы, причем входы гана 5 скорости»: Е,,- сигйал рассот . нелинейных преобразователей подклю" ласования.по величине нагрузочного чены.к, вы:.оду первого вычитающего . >O,момента,, K -. сигнал-раесогласованЖ элемента,,выходы — к входам третьего по частоте вращения. и -четвертого вычитающнх элементов, }c вторьак входам которых подктиочен . ., Сигналц управлеийя и, й. О - огра" ра" .выход второго вычитающего элемента, ничены неравенствами./О-/41.и:/U /Р ф ° Я Ф выходы. третьего и четвертого вычитаю 55 - Для выявления структуры аптнмищих элементов подключены к входам, затора строится, фазовый портрет. сис. нелинейиых элементов с релейной ха- : темы, изображенный на. фиг. 3:. Римрактеристикой, а выходы последних -. . скими цифраии.обозначены зоны, разде3 . 1125397 4 ленные линиями L„ и 1, нумерация квадрантов является общепринятой. уА .Если изображающая точка начинает- U> = sign (Е f >(E )) (2) ся из некоторой точки А,. третьего по которому работает предлагаемое квадранта фазового портрета (такое : 5 устройство. движение соответствует приведенному .- Датчик 1 .частоты вращения преобф . при U< = 1 и U> -)> то по разует частоту в напряжение, которое истечении. некоторого времени „,,чему поступает на вход вычитающе поступает на вход вычитающего элесоответствует точка В,. на фазовом . мента 3. Последний формирует на свопортрете, происходит переключение .Ю ем выходе сигнал рассогласования К далее движение осуществляетс% .. который поступает на входы нелинейпри 0„.=,+1 à U -1. Затем иэобРажаз ных преобразователей 9 и. 10. Нелинейщая точка:попадает в точку: Q, где ные преобразователи 9 и 10 формипроисходит переключение снгна а уп- руют на своих выходах нанряж н а своих выходах напряжения, " равления 0„, и движение нРойсходит . 15 описываемые функциями Х (Е ) и f (Е:), naU 1 mU= -1 .к ., . ° р . „ †. =-fj которое заканчи- .. соответственно, которые затем постувается в точке с координатами пают иа входы вычитающих элементов

Е =О. .. . 13 и f4. На другие входы вычитающих

Соединение точек. С<, являющихся .- элементов 13 и 14 поступает напряже-1 точками переключения сигналов управ 20 ние сигнала рассогласования Е по ления при различных .коордйнатах точили нагрузке с выхода вычитаянцего элеА,:..образует линию L» таким же об- . мента 4. разом соединение точек В . образует,: . В результате на выходе вычитаюлинию 12 ., . .. щего элемента 13 образуется напря Аналогично. осуществляется движе 25. жение вида Е -f (Е ) а на выходе

1 .2 ние прй начальйых условйях, .соответ" . вычитающего элемента 14 — сигнал ствующих, например,,зоне Ш Фазово.:- .. Е -f (Е ). Первый из этих сигналов

Р P ° поступает на вход нелинейного эле-.

Линию L . можно затесать в виде e- мента 11.с релейной характеристикой, — на вход нелинейного эле-.: которой фуикцнональной ®ависииости ЗО:а второй — на вход нелиней

Е,,й„(Е ),, а линию Ь .-. Е„=Е (Е ) ° мента 12 с релейной характеристикой. наиболее просто определить фУнкцию : согласно выражениям (f) и (2), на (Е ) опытньм п тем я чего (.<) w ny ем, для чего вход исполнительного органа 8 по включают сигналы управления, еоответ- - нагрузке поступает сигнал оптимальствующие линии L„ в системе. стенд- 35. ного органа 5 по скорости — U . Ис :двигатель. с начальнЬми Условиями ., полнительный орган 7 по йагрузке

Э

О. AHRAo Lj ., - воздействуя на нагрузочное устройстможно построить по- точкам оптймаль» во 8, обеспечивает установку требуе-. .. ных переключений, полученнЫм при . мого нагрузочного момента а испол- 24Га9, испол варьировании положения точки В,. на,нительний орган 5 по.скорости, возлинию А В.. - . . .. ;.. -действуя на рычаг топливодозирующеАналогйчно можно вычислить Функ-:. .. го органа 6 двигателя, обеспечивает . ции. f<(E ) и и (Е ), задавшись из-:,, :-установку требуемой частоты вращевестными математическйми моделями . уцщ. системы стенд-двигатель, применив 45, . Таким .образом, реализация иэобре- теорию вариационного исчйсления.. . . -,:аления -иоэвопяет -повысить эффектив-Исходя. из фазового. портрета, Molt- :::ность устройства:путем увеличения но сформулировать алгоритм оптималь-.:... быстродействия и точности регулироного сигнала управления: . вания.

1125397

1125397

Составитель В. Славников

Редактор Г. Волкова Техред М.На= ь

Корректор Е. Сирохман

Заказ 8511/26 . Тираж 523

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4