Стенд контроля и диагностики электронной системы управления газотурбинным двигателем

 

Сущность изобретения: устройство содержит 1 пульт управления и индикации 2, 1 блок моделей датчиков 3, N блоков моделей гидроагрегатов 4, 1 мультиплексор 5, 1 аналого-цифровой преобразователь 6, 1 блок регистров 7, 1 распределитель импульсов 8, 1 блок модели двигателя 9 3 1 4 5 6 7 9 3 2 1 9, 8 5, 8 7, 1 10 12 13 5, 2 12, 2 13. 1 ил.

Изобретение относится к газотурбинным силовым установкам, в частности, к области комплексных испытаний электронной системы управления двигателем (ЭСУД) и предназначено для исследования ЭСУД во время разработки и испытания после завершения ее. Цель изобретения повышение достоверности контроля и диагностики при отработке системы. На чертеже приведена структурная схема наземного комплекса исследования ЭСУД. Наземный комплекс исследования содержит объект контроля 1, электронную систему управления двигателем (ЭСУД), пульт 2 управления и индикации, блок 3 моделей датчиков, блоки 4 моделей гидроагрегатов, мультиплексор 5, аналого-цифровой преобразователь 6, блок 7 регистров и распределитель 8 импульсов, блок 9 модели двигателя. Каждый из блоков 4 моделей гидроагрегатов содержит блоки 10 моделей исполнительных механизмов, подключенные к выходу 11 объекта контроля, интегратор 12 и нелинейный преобразователь 13. В состав каждого блока 10 модели исполнительного механизма входят блок 14 эквивалента нагрузки и блок 15 задатчика скорости. На чертеже также обозначены линии связи 16-21. Линия связи 16 соединяет блок 7 регистров с блоком 9 модели двигателя. Объект контроля 1 соединен линией связи 17 с блоком 3 моделей датчиков и линией связи 18 с пультом 2 управления и индикации. Блок 3 по линии связи 19 соединен с пультом 2 управления и индикации, а по линии связи 20 с блоком 9 модели двигателя. Между собой пульт 2 управления и индикации и блок 9 модели двигателя соединены по линии связи 21. Последовательно соединенные мультиплексор 5, АЦП 6 и блок 7 регистров вторыми входами подключены к распределителю 8 импульсов. Каждый блок 4 модели гидроагрегатов своим выходом, являющимся одновременно выходами нелинейного преобразователя 13, соединены с информационными входами мультиплексора 5. Последовательно соединенные блок 14 эквивалента нагрузки и блок 15 задатчика скорости соединены с одним из суммирующих входов интегратора 12, у которого на один вход подается постоянная величина напряжения, вход запуска соединен с первым выходом пульта 2, а выход с нелинейным преобразователем 13. Работа на стенде может вестись как в динамическом, так и в статическом (пошаговом с любым заданным интервалом времени) режимах. Причем на этапе исследования отработки перед любым режимом проверки с пульта 2 управления производится по линии связи 18 задание (ввод) определенной рабочей программы вычислительной машины ЭСУД1. На этапе проверки предыдущая операция не проводится. В этом случае по линии связи 18 в ЭСУД1 от пульта 2 могут подаваться только команды оператора для управления ходом решения задачи. От объекта контроля 1 (ЭСУД) в пульт 2 в любом режиме работы поступают контролируемые сигналы. Кроме того, в режиме подготовки от пульта 2 по линии связи 19 подаются управляющие сигналы для настройки блока 3, а в обратном направлении поступают квитирующие сигналы для контроля состояния блока 3. В статическом режиме по линии связи 21 осуществляется либо отключение блока 9 модели двигателя (разомкнутая система управления) и все параметры двигателя задаются по линии связи 19 в блоке 3 от пульта 2, либо осуществляется остановка решения задачи для контроля и анализа промежуточного состояния процесса (замкнутая система в шаговом режиме работы). При этом одновременно с первого выхода пульта 2 подается сигнал на вход запуска управляемого интегратора 12 для останова интегрирования входных сигналов, поступающих с выходов блоков 15 задатчиков. Работа комплекса в динамическом и шаговом (с учетом сказанного выше управления) режимах заключается в следующем. По сигналам, поступающим по линии связи 17 от блока 3 в соответствии с ходом вычисления по рабочей программе вычислительной машины ЭСУД1 линии связи 11 поступают управляющие сигналы в блок 9 модели двигателя (релейные команды) и на блоки 10 моделей исполнительных механизмов блоков 4 моделей гидроагрегатов. Количество блоков 4 моделей гидроагрегатов определяется количеством контуров с пропорциональным управлением, а число блоков 10 модели исполнительного механизма от структуры исполнительного механизма. Так при клапанном управлении гидроагрегатом может быть два и больше блоков 10 модели исполнительного механизма, причем одни из них предназначены для моделирования увеличения, другие уменьшение подачи рабочего тока (топлива, гидрожидкости и т.д.). По сигналу, поступающему по линии связи 11 на вход блока 14 эквивалента нагрузки с задержкой, определяемой характеристикой реального клапана, вырабатывается ступенчатый сигнал, по которому с выхода блока 15 задатчика подается напряжение, присутствующее на втором входе его и соответствующее скорости (например, увеличения) перемещения дозатора, на один из входов интегратора 12. В зависимости от длительности входного сигнала блока 14 эквивалента нагрузки при заданной величине поданного напряжения на второй блок 15 задатчика вырабатывается определенный сигнал на выходах интегратора 12 и связанного с ним нелинейного преобразователя 13, соответствующий величине управляемого параметра гидроагрегата (расход топлива, угол поворота лопасти винта, положение механизма компрессора направляющего аппарата, клапана перепуска и т.п. ). Выходная величина нелинейного преобразователя 13 поступает на один из входов мультиплексора 5 и по сигналу с первого выхода распределителя 8 импульсов после преобразования в АЦП 6, записывается в соответствующий регистр блока 7 регистров по адресу, определяемому сигналом, поступающим на второй вход блока 7 с третьего выхода распределителя 8 импульсов. По линии связи 16 сигналы с регистров блока 7 регистров передаются в блок 9 модели двигателя. Таким образом осуществляется полный цикл всех преобразований имеющихся сигналов в наземном комплексе исследования ЭСУД, что приводит к повышению точности контроля и диагностики.

Формула изобретения

СТЕНД КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОТУРБИННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ, содержащий пульт управления и индикации, блок моделей датчиков и блок модели двигателя, первый информационный вход которого является информационным входом стенда для подключения выходов объекта контроля, выход блока моделей датчиков является выходом стенда, предназначенным для подключения к входам объекта контроля, информационный вход блока моделей датчиков соединен с выходом блока модели двигателя, вход синхронизации которого соединен с первым выходом пульта управления и индикации, выход задания вида стимулирующих воздействий которого соединен с управляющим входом блока моделей датчиков, а выход управления режимами объекта контроля является одноименным выходом стенда, причем информационный выход объекта контроля соединен с входом пульта управления и индикации, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля и диагностики при отработке электронной системы управления двигателем, в него введены N блоков моделей гидроагрегатов по числу гидроагрегатов, мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, блок регистров и распределитель импульсов, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с адресным входом мультиплексора, входом запуска аналого-цифрового преобразователя и синхровходом блока регистров, выход которого соединен с вторым информационным входом блока модели двигателя, а информационный вход блока регистров соединен через аналого-цифровой преобразователь с выходом мультиплексора, информационные входы которого подключены к выходам блоков модели гидроагрегатов, информационные входы каждого из которых соединены с выходами объекта контроля, вход запуска и вход задания параметров нелинейности блоков моделей гидроагрегатов соединены соответственно с одноименными выходами пульта управления и индикации, причем каждый блок моделей гидроагрегатов содержит N моделей испольнительных механизмов, по числу исполнительных механизмов, интегратор и нелинейный преобразователь, выход которого является выходом блока моделей гидроагрегата, вход задания параметров нелинейности является одноименным входом блока модели гидроагрегата, а информационный вход соединен с выходом интегратора, вход запуска которого является одноименным входом блока модели гидроагрегата, суммирующие входы интегратора соединены с выходами блоков моделей исполнительных механизмов, входы которых образуют информационный вход блока модели гидроагрегата, причем блок модели исполнительных механизмов содержит последовательно соединенные блок эквивалента нагрузки и задатчик скорости, выход которого является выходом блока модели исполнительного механизма, а его вход является входом блока эквивалента нагрузки.

РИСУНКИ

Рисунок 1