RU1816878C - Устройство дл управлени газотурбинной установкой - Google Patents

Abstract

Использование: область теплоэнергетики . Сущность изобретени : усилитель 1, дифференциатор 3 и интегратор 2 соединены параллельно. Первый блок сравнени  4 подключен к задатчику и датчику регулируемой величины. Выход исполнительного механизма 7 подключен к низкочастотному фильтру 9, соединенному со входами ограничителей нижнего и верхнего уровней 10 и 11, Блок определени  знака 12 управл ет положением переключател , соедин ющего выходы ограничителей с интегратором 2. 1 ил,

Description

Изобретение относитс  к области теплоэнергетики и может быть использовано дл  регулировани  различных параметров газотурбинной установки - температуры продуктов сгорани , частоты вращени  силового вала турбины, давлени  воздуха за осевым компрессором.

Цель изобретени  - повышение надежности путем предотвращени  перерегулировани  основной регулируемой величиной заданного значени  при наличии возмущений , воздействующих на исполнительный механизм.

На фиг. 1 приведена структурна  схема за вленного устройства; на фиг. 2 - пример реализации интегратора совместно с ограничител ми1 , на фиг. 3 - графики переходных процессов в за вленном устройстве и прототипе , полученные при моделировании данных устройств на ЭВМ.

Устройство дл  регулировани  газотурбинной установкой содержит параллельно соединенные между собой усилитель 1, интегратор 2 и дифференциатор 3, входы которых соединены с первым блоком сравнени  4, который формирует сигнал рассогласовани  между заданным от задатчика Зд и из- меренным от датчика Д значени ми основной регулируемой величины.

При этом выходы усилител  1, интегратора 2 и дифференциатора 3 подключены ко входу сумматора 5, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнени  6, на второй вход которого подключен выход исполнительного механизма 7,а выход блока сравнени  6 соединен со входом исполнительного механизма 7, имеющего ограничени  по скорости перемещени  регулирующего органа и его положению.

Выход исполнительного механизма 7, представл ющий собой сигнал, характери (Л

С

00

00 Х| 00

зующий положение регулирующего органа, подключен на вход объекта регулировани  8, выход которого представл ет собой сигнал основной регулируемой величины, а также на вход низкочастотного фильтра 9, выход которого подключен на вход ограничител  верхнего уровн  10 интегратора 2, который ограничивает наибольшее значение выходного сигнала интегратора на уровне своего входного сигнала, и на вход ограничител  нижнего уровн  11 интегратора 2, который ограничивает наименьшее значение выходного сигнала интегратора на уровне своего входного сигнала. Выход ограничителей 10 и 11 соединен со входом интегратора 2 через переключатель К, св занный с блоком определени  знака 12 сигнала на входе интегратора 2. При положительном сигнале на входе интегратора 2 переключатель К коммутирует выход ограничител  10 с интегратором 2, а при отрицательном выход ограничител  11 со входом интегратора 2. В соответствии с алгоритмом функционировани  ограничитель с нескоммутированным выходом не участвует в ограничении интегратора.

Устройство может быть реализовано на стандартной аппаратуре или в виде программы на средствах вычислительной техники .

Предлагаемое устройство функционирует следующим образом. Рассмотрим случай , когда на выходе устройства сравнени  4 формируетс  ненулевой положительный сигнал, то есть основна  регулируема  величина , поступающа  с датчика Д меньше заданного значени , формируемого задатчиком Зд.ч В этом случае под воздействием сигнала, формируемого блоком формировани  знака 12, переключатель К подключает к интегратору ограничитель 10. Предположим также, что под действием внешнего возмущени  исполнительный механизм 7 не компенсирует сигнал, формиру- емый блоком сравнени  б, или компенсирует его медленнее, чем это определ етс  динамическими свойствами исполнительного механизма 7 при отсутствии внешнего возмущени , В этом случае до тех пор пока выходной сигнал интегратора 2 меньшее выходного сигнала низкочастотного фильтра 9 ограничитель 10 не оказывает вли ни  на функционирование интегратора 2, однако как только величина выходного сигнала интегратора 2 достигает величины выходного сигнала низкочастотного фильтра 9 ограничитель 10 начнет воздействовать на интегратор 2 таким образом, чтобы не допустить превышение выходным сигналом интегратора 2 выходного сигнала низкочастотного фильтра 9, а значит выходного сигнала исполнительного механизма 7. (При этом посто нна  времени фильтра 9 определ етс  настройкой посто нной времени интегратора 2). В результате как при отсутствии, так и при наличии возмущений в исполнительном механизме предлагаемое устройство предотвращает перерегулирование основной регулируемой величиной

0 заданного значени , что обеспечивает безаварийный режим работы агрегата. При отрицательном сигнале на выходе блока сравнени  4 переключатель К переключаетс , и выходной сигнал интегратора 2 будет

5 ограничиватьс  ограничителем нижнего уровн  11. Низкочастотный фильтр 9 служит дл  фильтрации высокочастотных помех, возникающих в реальных исполнительных механизмах, которые могут исказить работу

0 предлагаемого устройства при отсутствии низкочастотного фильтра. .Вышеуказанное можно по снить следующим примером. Предположим на выходе блока сравнени  4 имеетс  положительный сигнал. В этом слу5 чае к интегратору 2 подключен ограничитель 10. При отсутствии фильтра 9 высокочастотное возмущение с выхода исполнительного механизма 7 приведет к мгновенному изменению выходной величи0 ны интегратора 2 до минимального значени , имевшего место при случайной помехе, а восстановление выходного значени  ин; тегратора 2 будет происходить со скоростью , определ емой его посто нной

5 времени. Это вызовет резкое уменьшение выходного сигнала исполнительного механизма 7.

Изображенный на фиг.2 совместно с ограничител ми 10 и 11 интегратор 2 также

0 работает в соответствии с алгоритмом, изложенным выше. То есть при достижении выходным сигналом интегратора 2 выходного сигнала фильтра 9 усилитель У начинает действовать таким образом, что выходной

5 сигнал интегратора 2 отслеживает выходной сигнал фильтра 9. Если же выходной сигнал интегратора 2 не достиг величины выходного сигнала фильтра 9, то диоды Д1, Д2 преп тствуют тому, чтобы усилитель У

0 вли л на работу интегратора 2. Таким образом , усилитель У совместно с диодом Д1 реализуют ограничитель 10 фиг. 1, а усилитель У совместно с диодом Д2 реализуют ограничитель 11 фиг. 1.

5 Сопоставительный анализ переходных процессов, полученных при моделировании компенсации управл ющего воздействи  по частоте вращени  ГГУ при увеличении посто нной времени исполнительного ме- ханизма сверх запроектированной в 3 раза,

показывает, что переходный процесс в устройстве - прототипе (крива  1) приводит к 150% -перерегулированию и увеличению времени переходного процесса. Указанные недостатки отсутствуют в предлагаемом устройстве (крива  2), в котором осуществл ют фильтрацию сигнала вспомогательной переменной и ограничение отфильтрованным сигналом интегральной составл ющей регулирующего воздействи  по верхнему и нижнему уровн м в зависимости от знака интегрируемого сигнала.

Таким образом, по сравнению с прототипом за вленное решение предотвращает перерегулирование основной регулируемой величиной заданного значени  при наличии возмущений, воздействующих на регулирующий орган и, тем самым, позвол ет повысить надежность работы газотурбинной установки.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  управлени  газотурбинной установкой, содержащее параллельно соединенные между собой усилитель, интегратор и дифференциатор, входы которых соединены с первым блоком сравнени , подключенным к задатчику и датчику основной регулируемой величины, а выходы подключены к входу сумматора, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнени , второй вход которого св зан с выходом исполнительного механизма, а выход - с входом исполнительного механизма, соединенного с объектом управлени , св занным с датчиком регулируемой величины, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности путем предотвращени  перерегулировани  основной регу- лируемой величиной заданного значени 

   при. наличии возмущений, воздействующих на исполнительный механизм, оно дополнительно содержит ограничители нижнего и верхнего уровней , блок определени  знака, переключатель и низкочастотный фильтр,

   соединенный с выходом исполнительного механизма и входами ограничителей верхнего и нижнего уровней, св занных попере- менно с интегратором через переключатель, подключенный к блоку определени  знака, соединенному с выходом первого блока сравнени .

   .2

   HO

   GO

   SO

   t,t

   Фи. 5