Способ экспериментального определения частотных характеристик всережимного регулятора и устройство для его осуществления

 

(72) Авторы изобретения

В.П. Тарасик, С.Д. Галюжин и В.И. Ирочек (7l) Заявитель

Могилевский машиностроительный институт

/ (54) СПОСОБ ЭКСПЕРИИЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ВСЕРЕЖИИНОГО

РЕГУЛЯТОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ El O

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к автомати ческому регулированию двигателей, а именно к экспериментальному определению частотных характеристик всережимного регулятора.

Известны способы экспериментального определения частотных характеристик всережимного регулятора с двумя входами дизеля путем подачи на первый вход регулятора гармонического возму" щающего воздействия и регистрации выходного сигнала.

Устройство для осуществления спо" соба экспериментального определения частотных характеристик содержит всережимный регулятор с двумя входами: приводным валом (первый вход) и ры" чагом управления (второй вход), соединенным с маятниковым механиз" мом (15.

Однако частотные характеристики регулятора по второму входу значительно отличаются от характеристик по первому входу из-за наличия упругого элемента на приводном валу и инерционности деталей; вращающихся вместе с валом. Второй выход, как правило, практически безынерционный и не имеет упругого элемента.

При проведении исследований частотных характеристик регулятора необ" ходимо определять данные характеристики по обоим входам, так как это no" зволяет наиболее полно определить ди" намические характеристики регулятора.

Цель изобретения « упрощение экспериментального определения частотных характеристик регулятора по первому входу.

Для достижения поставленной цели определяют передаточную функцию для преобразования гармонического возму.щающего воздействия в виде отношения .передаточных Функций первого и второго входов регулятора, вычисляют ам плитуду возмущающего воздействия как отношение коэффициентов усиления пер3 95458 вого и второго входов, преобразуют входное гармоническое воздействие в соответствии с полученной передаточной функцией и подают его на второй вход регулятора. 5

Устройство для осуществления способа экспериментального определения, частотных характеристик всережимного регулятора дополнительно содержит имитационное динамическое звено с 1О передаточной функцией, равной отношению передаточных функций первого и второго входов, установленное перед вторым входом и соединенное с ним.

На фиг. 1 представлена функционалв-М нал схема всережимного регулятора с двумя входами дизеля; на фиг. 2структурная схема регулятора; на фиг. 3 - то же, с дополнительным имитационным динамическим звеном для on- 20 .ределения частотных характеристик pe"

Ф гулятора.

На чертежах и в тексте обозначены:

Ю - угловая скорость вращения приводного вала регулятора; у - угол. пово- 25 рота рычага управления регулятором;

2.- перемещение муфты регулятора; перемещение рейки топливного насоса; Ь Я (p)- отклонение угловой скорости; д Г (р) - отклонение угла поворо- 3Q та рычага управления; Т и Т - постоянные времени упругой муфты привода регулятора и крестовины с грузами;

ТЗ - постоянная времени маятникового механизма;

- Е и Е - относительные коэффициенты затухания привода регулятора и маятника регулятора; К1 и К - коэффици" енты усиления по первому и второму входам; К - коэффициент усиления маятникового механизма; 5Z(p)" от" клонение муфты регулятора; ЬН(р)отклонение рейки; Ь Х (р ) - отклонение входного воздействия, эквивалентного лЯ(р), р - оператор Лапласа.

Для пояснения сущности предлагаемого способа и устройства рассмотрим вначале функциональную схему всережимного регулятора дизельного двигателя (фиг. 1)., Регулятор содержит следующие функциональные элементы: маятниковый механизм регулятора 1, выхо- дом которого является перемещение Z муфты, нелинейный элемент 2, преобразующий перемещение Z муфты в переме$$ щение h рейки . Входными сигналами являются угловая скорость м регулятора, подаваемая на первый вход регулятора приводной вал, и угол у поворота рычага управления регулятором, который является вторым входом регулятора.

Эти сигналы через усилительно-преобразующйй 3 и усилительный 4 элементы, являющиеся входными элементами регулятора, направлены на сумматор в виде поддерживающей и восстанавливающих сил регулятора.

На структурной схеме регулятора (фиг. 2) раскрыто содержание функциональных элементов, которые представлены как динамические звенья регулятора, и записаны их передаточные функции. Кроме того, показаны не сами сигналы м и ., а их отклонения ЬЯ(р) и ьГ(р), поскольку именно отклонения входных сигналов при снятии частотных характеристик подаются в виде гармонических составляющих на соответствующий вход регулятора, накладываемых на постоянную составляющую данных сиг налов. При снятии частотных характер стик по первому входу известными методом: дГ(,р ) = О, т.е. угол рычага управленил регулятором фиксируется и остается неизменным в процессе экспериментальных исследований (у = const).

Частотные характеристики по второму входу определяются при LlQ (р ) = О и te = const Они значительно отличаются от частотных характеристик по первому входу из-за наличия упругого элемента на валу привода регулятора и инерционности деталей регулятора, вращающихся вместе с валом, что и подтверждается структурной схемой регулятора, так как передаточные функции ди" намических звеньев обоих входов различны.

Для определения частотных характеристик по первому входу путем подачи гармонических воздействий на второй вход последний снабжен дополнительным имитационным динамическим звеном 5 (фиг. 3), передаточнал функция котоK (Т„р+ 1) рого равна :соотно(p +1f т рч) шению передаточных функций первого и второго входов регулятора и уствновленного перед вторым входом.

При испытаниях определяют передаточную функцию для преобразования гармонического возмущающегося воздействия в виде отношения передаточных функций Я (р), лГ (р) первого и второго входов, вычисляют амплитуду возмущающего воздействия как отноше5 95"5 ние коэффициентов усиления первого К, и второго К входов, преобразуют входное гармоническое воздействие в соот" ветствии с полученной передаточной к„p pi )

5 функцией и по т, p + l „ р. } дают его на втОрой exop регулятора.

Амплитуда входного воздействия аХ(р) равна соотношению коэффициентов уси- 1в ления этих входов (К /К ) . Как видно из структурной схемы (Фиг. 3), пере даточные функции регулятора по первому входу и по второму входу с имитационным динамическим звеном одинаковы т.е. Ы(р)= — =.), значит

ЬН() ьн() дЯ р exp входные сигналы ьЯ (р) иаХ(р) эквивалентны. Это подтверждает возможность подачи возмущающего воздействия на второй вход, дополненный имитационным динамическим звеном, при экспериментальном определении частотных характеристик регулятора по первому входу.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет значительно упростить экспериментальное определение частотных характеристик всережимного регулятора из"за упрощения конструкции испытательных устройств и стендов, что в свою . ЗЕ очередь снижает затраты на стендовые

Испытания регулятора, формула изобретения

1. Способ экспериментального определения частотных характеристик Зз всережимного регулятора с двумя входами дизеля путем подачи на первый

85 6 вход регулятора гармонического возмущающего воздействия и регистрации выходного сигнала, о т л и ч а ю щ и й- . с я тем, что, с целью упрощения экс 1 периментального определения частотных характеристик регулятора по первому, входу, определяют пе редаточную фун к,цию для преобразования гармонического возмущающего воздействия в виде от" ношения передаточных Функций первого и второго входов регулятора, вычисля" ют амплитуду возмущающего воздействия, как отношение коэффициентов усиления первого и второго входов, преобразу" ют входное гармоническое воздействие в соответствии с полученной переда" точной функцией и подают его на второй вход регулятора.

2. Устройство для экспериментального определения частотных характеристик всережимного регулятора, содержащее всережимный регулятор с двумя входами: приводным валом (первый вход) и рычагом управления (второй вход), соединенным с маятниковым механизмом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно дополнительно содержит имитационное динамическое звено с передаточной функцией, равной отношению передаточных функций, первого и второго входов, установленное перед вторым sxoдом и соединенное с ним.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1..Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2937326/25 06, кл. F 02 0 1110, G 01 М 7/00, 1980.

954585

Составитель В. Ищенко Редактор С. Юско Техред И.Надь Корректор А. Ференц

Заказ 5357/30 Ти раж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 0 5„ Москва Ж-Я Раушская наб. а. 4/5

Филиал ППП 1Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,