Реферат: Система автоматического регулирования температуры газов в газотурбинном двигателе

      

 Структурная схема:

/> 

где:

ОР –объект регулирования;

ЧЭ –чувствительный элемент;

У –усилитель;

ИМ –исполнительный механизм;

КЗ –корректирующее звено;

Значениязаданных параметров для исследуемой системы

Передаточная функция Коэффициент усиления Постоянная времени

 

Объекта

регулир-я

Чувств.

эл-та

Усилителя

Исполн.

мех-ма

Коррек

звена

К1

К2

К3

К4

Т0

Т1

К1 Т0р+1 К2 Т1р+1

К3

К4

р

К5р

1,1 1 10 0,5 3 1,1 /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />

Описание работыреальной системы:

В данной работе рассматривается системаавтоматического регулирования температуры газов в газотурбинном двигателесамолета. КЗ, которое в данном случае является реальным дифференцирующимзвеном, реагирует на поступающий сигнал  от ОР и дифференцируя его во времени,прогнозирует изменение температуры, т.е., система реагирует на малейшееотклонение температуры от заданной, не допуская критического ее понижения.Затем сигнал из сумматора поступает на усилитель, а с него на исполнительныймеханизм, который выполняет

требуемую коррекцию температуры.
ХОД РАБОТЫ

1) САУ разомкнута.

Структурнаясхема:

/> /> /> /> /> /> /> /> <td/>

/>

 

На графике видно, что система неустойчива.

При аналитической проверке система будет являтьсяустойчивой, если все корни его характеристического уравнения лежат в левойполуплоскости. Проверяется это при помощи критерия устойчивости Гурвица.Согласно ему, для того, чтобы  корни характеристического уравнения лежалистрого в левой полуплоскости, необходимо и достаточно, чтобы главныйопределитель матрицы Гурвица и все его диагональные миноры были больше нуля.

Передаточная функция:

/>

где  3,3S3 +4,1S2 +S – характеристическое уравнение,

в которома0=3,3, а1=4,1, а2=1, а3=0.

Посколькусвободный член характеристического уравнения равен нулю, значит один из корнейравен нулю, и отсюда следует, что системанаходится на грани устойчивости.


2)САУ замкнута.

 

Структурнаясхема:

/> /> /> /> /> /> /> /> <td/>

/>

 

Награфике зависимостивидно, что система не устойчива.

Передаточная функция:

/>

где  3,3S3 +4,1S2 +S +5,5– характеристическое уравнение,

в которома1=3,3, а2=4,1, а3=1, а4=5,5

Исследуемустойчивость системы с помощью критерия устойчивости Гурвица:

D1=а1=3,3>0,

D2=/>=а1·а2-а0·а3=4,1-18,15= -14,05<0

Следовательно, замкнутаясистема не устойчива.


2)САУ с корректирующимзвеном.

На этом этапе лабораторной работырассматривается данная система, но уже с корректирующим звеном, для которого мыэкспериментальным путём подбираем коэффициент коррекции, при котором системабыла бы устойчивой. Рассматривается два варианта, при k=0,1 и k=2.

а)Структурная схема:

/>  

/> <td/>

/>

 

Графикзависимости показывает, что система не устойчива./>

Передаточная функция:

/>

где  />– характеристическоеуравнение,

в которома0=3, а1=4, а2=1, а3=5,5

Исследуемустойчивость системы с помощью критерия устойчивости Гурвица:

D1=а1=3>0,

D2=/>=а1·а2-а0·а3=4,1·1-5,5·3,3=4,1-18,15<0

Отсюда можно сделать вывод,что при значении коэффициента k=0,1 система не устойчива.


2)

/>

 

Графикзависимости показывает, что система не устойчива.

Передаточная функция:

/>

где  />– характеристическое уравнение,

в которома0=1,8, а1=3,9, а2=1, а3=5,5

Исследуемустойчивость системы с помощью критерия устойчивости Гурвица:

D1=а1=1,8>0,

D2=/>=а1·а2-а0·а3=3,9·5,5-1·1,8=19,65<0

Отсюда можно сделать вывод,что при значении коэффициента К=2 система устойчива.


Вывод:

В данной лабораторной работе рассматривалась САУ регулированиятемпературы газов, поверялась ее устойчивость в зависимости от структуры.

В первом случае моделировалась  разомкнутая САУ. Результатыисследования показали, что она находится на границе устойчивости (температурагаза в газотурбинном двигателе непрерывно росла с течением времени), чтоуказывает на ненадежность системы, так как она может в любой момент перейти внеустойчивое состояние.

 Для повышения надежности системы вводится обратная отрицательнаясвязь. Однако система оставалась  неустойчивой, т.е. температура газаколебалась.

На следующем этапе в систему было включено корректирующее звено, иэкспериментальным методом подбирался коэффициент, при котором система была быустойчивой, и время регулирования было бы минимальным. Исходя из показанийграфиков, и критерия Гаусса оптимальным коэффициентом КЗ является k=2.

Что касается самой среды моделирования, т.е. СИАМ, я могу сказать чтоона не смотря на неудобный интерфейс позволяет производить довольно сложныерасчеты, если судить по документации, и позволяет увидеть результатмоделирования конкретной системы в виде графика. Также ее плюсом являетсяпростота в эксплуатации и небольшие требования к вычислительной машине.

еще рефераты
Еще работы по авиации и космонавтике