SU1576705A2 - Rotational speed governor of internal combustion engine - Google Patents

Rotational speed governor of internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
SU1576705A2
SU1576705A2 SU884423705A SU4423705A SU1576705A2 SU 1576705 A2 SU1576705 A2 SU 1576705A2 SU 884423705 A SU884423705 A SU 884423705A SU 4423705 A SU4423705 A SU 4423705A SU 1576705 A2 SU1576705 A2 SU 1576705A2
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
rotational speed
engine
input
output
control
Prior art date
Application number
SU884423705A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Александрович Курносов
Светлана Николаевна Курносова
Original Assignee
Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола filed Critical Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола
Priority to SU884423705A priority Critical patent/SU1576705A2/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1576705A2 publication Critical patent/SU1576705A2/en

Links

Landscapes

  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

Изобретение позвол ет повысить точность регулировани  частоты вращени . Регул тор содержит датчик 1 частоты вращени , датчик 2 перемещени  исполнительного элемента 14 топливодозирующего органа, блок 3 идентификации, блок 4 режимов регулировани , три блока 5-7 умножени , два усилител  8 и 9, измеритель 11 рассогласовани , корректирующее устройство 12 и сумматор 13. Регул тор работает с использованием принципа модального управлени . При изменении рабочих режимов двигател  блок 3 идентификации и блок 4 режимов регулировани  по сигналам с датчиков 1 и 2 вырабатывают сигналы оценок параметров двигател , с помощью которых регул тор осуществл ет поддержание желаемых показателей качества системы регулировани . Отсутствие перерегулировани  и монотонный характер переходного процесса обеспечивают повышение надежности и топливной экономичности двигател  в широком диапазоне его рабочих режимов. 2 ил.The invention makes it possible to improve the accuracy of controlling the rotational speed. The controller contains a rotational speed sensor 1, a displacement sensor 2 of the actuating member 14 of the water-dosing unit, an identification unit 3, a block of 4 control modes, three multiplication units 5-7, two amplifiers 8 and 9, a mismatch meter 11, a correction device 12 and an adder 13. The regulator operates using the modal control principle. When the operating modes of the engine change, the identification block 3 and the block of 4 control modes, based on signals from sensors 1 and 2, generate signals of engine parameter estimates, with which the controller maintains the desired quality indicators of the control system. The lack of overshoot and the monotonous nature of the transition process provide an increase in the reliability and fuel efficiency of the engine in a wide range of its operating modes. 2 Il.

Description

слcl

4444

О vjAbout vj

О СЛAbout SL

Шиг.1Shig.1

Изобретение относитс  к области дви- гателестроеии , в частности к электрическим системам автоматического регулировани  частоты вращени  двигателей , и  вл етс  усовершенствованием известного регул тора по авт. св. № 1408095.The invention relates to the field of engine-building, in particular, to electric systems for automatic control of the rotation frequency of engines, and is an improvement of the known regulator according to the author. St. No. 1408095.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности регулировани  частоты враще- ни  при изменении режимов работы двигател  в широких пределах.The aim of the invention is to improve the accuracy of rotational speed control when the engine operating modes vary widely.

На фиг, 1 представлена функциональна  схема регул тора; на фиг. 2 - его структурна  схема.Fig. 1 is a functional diagram of the controller; in fig. 2 - its structural scheme.

Регул тор частоты вращени  содержит датчик 1 частоты вращени , датчик 2 перемещени  топливодозирующего органа, блок 3 идентификации параметров двигател  с двум  входами и трем  выходами, блок А режимов регулировани  с трем  входами ,и двум  выходами, три блока умножени  (первый 5, второй 6 и дополнительный 7), два усилител  8 и 9, источник 10 задающего сигнала, измеритель 11 рассогласовани , корректирующее устройство 12, сумматор 13 с трем  входами и исполнительный элемент 14 топливодозирующего органа двигател  15.The rotational speed controller contains a rotational speed sensor 1, a displacement sensor for the fuel-servicing unit, an engine parameter identification unit 3 with two inputs and three outputs, a control mode block A with three inputs and two outputs, three multiplication units (first 5, second 6 and additional 7), two amplifiers 8 and 9, a source 10 of the master signal, a mismatch meter 11, a correction device 12, an adder 13 with three inputs and an actuating element 14 of the fuel-dispensing body of the engine 15.

Датчики 1 и 2 подключены к двигателю 15. Выходы датчиков 1 и 2 подключены порознь к входам блока 3 идентификации, выходы которого соединены с соответствующими входами блока 4 режимов регулировани . Выходы последнего подключены к следующим элементам: первый - к первому входу блока 5 умножени , а второй - к первым входам блоков 6 и 7 умножени . Второй вход блока 6 умножени  соединен с выходом датчика 1 частоты вращени  и вычитающим входом измерител  11 рассогласовани , который своим суммирующим входом соединен с источником 10 задающего сигнала и входом усилител  9, а выходом - с входом корректирующего устройства 12. Вычитающий вход сумматора 13 соединен с выходом блока 6 умножени , один суммирующий вход - с выходом корректирующего устройства 12, а другой с выходом блока 7 умножени . Выход усилител  9 соединен с вторым входом блока 7 умножени , а выход сумматора 13 - с вторым входом блока 5 умножени . Выход последнего соединен с входом усилител  8, выход которого подключен к входу исполнительного элемента 14 топливодозирующего органа двигател .Sensors 1 and 2 are connected to the engine 15. The outputs of sensors 1 and 2 are connected separately to the inputs of the identification block 3, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the block of 4 control modes. The outputs of the latter are connected to the following elements: the first is connected to the first input of multiplication unit 5, and the second to the first inputs of multiplication units 6 and 7. The second input of multiplication unit 6 is connected to the output of rotational speed sensor 1 and the subtractive input of the error meter 11, which by its summing input is connected to the source 10 of the master signal and the input of the amplifier 9, and the output to the input of the correction device 12. The subtractive input of the adder 13 is connected to the output the multiplication unit 6, one summing input with the output of the correction device 12, and the other with the output of the multiplication unit 7. The output of the amplifier 9 is connected to the second input of the multiplication unit 7, and the output of the adder 13 to the second input of the multiplication unit 5. The output of the latter is connected to the input of the amplifier 8, the output of which is connected to the input of the actuating element 14 of the engine's toplivocirculation body.

Кроме того, использованы следующие обозначени  (фиг. 2): 1)з - выходной задающий сигнал источника 10, Ki и К2 - коэффициенты усилени  усилителей 8 и 9In addition, the following notations are used (Fig. 2): 1) s - output reference signal of source 10, Ki and K2 - gain factors of amplifiers 8 and 9

соответственно; Л/иэ(5)- передаточна  функци  исполнительного элемента 14 топливодозирующего органа; h - перемещение топливодозирующего органа; ш - частотаrespectively; L / s (5) is the transfer function of the actuating element 14 of the fuel-supplying body; h - movement of the toplivating organ; w - frequency

вращени  двигател ; a, b - параметры двигател ; Wk(S) - передаточна  функци  корректирующего устройства 12; Wh(S) - передаточна  функци  датчика 2 перемещени  топливодозирующего органа (S) 0 передаточна  функци  датчика 1 частоты вращени ; Uh - выходной сигнал датчика 2 перемещени  топливодозирующего органа; (Jar выходной сигнал датчика 1 частоты вращени ; U - управл ющий сигнал; b/(S-a) 5 передаточна  функци  двигател  (где а и b - нелинейные многочлены от h и ш); гГи Ј - оценки параметров двигател .engine rotation; a, b - engine parameters; Wk (S) is the transfer function of the correction device 12; Wh (S) is the transfer function of the sensor 2 for displacing the fuel-discharging organ (S) 0 the transfer function of the sensor 1 for the rotational speed; Uh is the output signal of the sensor 2 displacing the fuel-dispensing unit; (Jar the output signal of the rotational speed sensor 1; U is the control signal; b / (S-a) 5 is the transfer function of the engine (where a and b are non-linear polynomials from h and w); gGy are estimates of the parameters of the engine.

Предлагаемый регул тор частоты вра- 0 щени  работает по принципу модального управлени . В соответствии сданным принципом дл  системы регулировани  частоты вращени , включающей двигатель и регул тор , описываемой выражени ми:The proposed rotational frequency control works on the principle of modal control. In accordance with the principle submitted for the rotational speed control system, including the engine and the controller, described by the expressions:

(п,ш)ш+ b(h,co )h ; (1)(n, w) w + b (h, co) h; (one)

(5) U, синтезируетс  управление(5) U, synthesized control

M(h, ш) ш +G (h,ct) со, (2) стабилизирующее положение доминирующего корн  системы. Показатели качества рассматриваемой системы регулировани , такие как врем  переходного процесса, величина перерегулировани , врем  нарастани  переходного процесса, полоса 5 пропускани  системы, точность отработки задающего воздействи , в основном определ ютс  положением доминирующего корн , т.е. корн , расположенного достаточно близко к мнимой оси комплексной плоско- 0 сти корней. Стабилизаци  доминирующего корн  придает системе свойство модальной инвариантности, т.е. позвол ет обеспечить желаемое качество регулировани  неизменным во всем диапазоне рабочих режимов. M (h, w) w + G (h, ct) co, (2) the stabilizing position of the dominant root of the system. The quality indicators of the control system in question, such as the transition time, the amount of overshoot, the rise time of the transition process, the system bandwidth 5, the accuracy of the master setting, are mainly determined by the position of the dominant root, i.e. a root located sufficiently close to the imaginary axis of the complex plane of the roots. Stabilizing the dominant root gives the system the property of modal invariance, i.e. allows you to provide the desired quality control unchanged throughout the range of operating modes.

Характеристическое уравнение системы имеет видThe characteristic equation of the system is

) + M(h,(h,y)-1b(M О, (3) где А - стабилизируемый доминирующий Q действительный корень.) + M (h, (h, y) -1b (M О, (3) where A is the stabilized dominant Q real root.

Коэффициент M(h.u) определ етс  из характеристического уравнени  (3):The coefficient M (h.u) is determined from the characteristic equation (3):

М(И,у)((АХА-а(Ь/о) (4) ,M (I, y) ((AXA-a (b / o) (4),

5five

00

5five

//

Коэффициент G(h,w) выбираетс  исход  из необходимого в статике равенства ftfc -or.The coefficient G (h, w) is chosen based on the required equality ftfc -or in the statics.

G(M -Ьн((АХА-а(М) + G (M - BH ((AXA-a (M) +

a (h,o)}a (h, o)}

(5)(five)

С учетом выражений (4) и (5) окончательное выражение дл  управлени  получают в видеGiven expressions (4) and (5), the final expression for control is obtained in the form

U ,y)(W3--ftO -a(h,w)ft + (h,w)(AXl - WM3(A)a (h,y)W3.(6)U, y) (W3 - ftO -a (h, w) ft + (h, w) (AXl - WM3 (A) a (h, y) W3. (6)

После замены параметров а и b на их оценки а и В, также замены переменных h и ft) на измеренные датчиками 1 и 2 величины , получают следующий закон управлени , реализованный на структурной схеме (фиг.2)After replacing the parameters a and b with their estimates a and b, also replacing the variables h and ft) with the values measured by sensors 1 and 2, get the following control law implemented on the block diagram (Fig. 2)

ли (A) -А(и3-М - + whether (A) -A (i3-M - +

+ b-1WM3(A)1-W,3(A)aU.(7)+ b-1WM3 (A) 1-W, 3 (A) aU. (7)

Дл  реализации регул тора в соответствии с законом управлени  (7) необходимо соблюдение следующих условий:To implement the regulator in accordance with the law of governance (7), the following conditions must be met:

(A); К2 (А);(A); K2 (A);

Wk(S) -A; W,(S) ) 1, (8) а также условие быстродействи  исполнительного элемента 14, превышающего быс- тродействие контура регулировани  частоты вращени , что выполнимо дл  большинства случаев, встречающихс  на практике . При этом регул тор синтезирован с учетом реальной инерционности исполни- тельного элемента, где исполнительный элемент предполагалс  безинерционным.Wk (S) -A; W, (S)) 1, (8) as well as the speed condition of the actuator 14 exceeding the speed of the speed control loop, which is feasible in most cases encountered in practice. In this case, the regulator was synthesized taking into account the real inertia of the actuator, where the actuator was assumed to be inertia-free.

Регул тор работает следующим образом .The regulator works as follows.

При изменении режимов работы двига- тел  на выходе блока 4 режимов работы формируютс  сигналы оценок параметров двигател  а и о4. По указанным сигналам регул тор с помощью блока 7 и усилителей 8 и 9 вырабатывает на входе исполнительного элемента 14 сигнал управлени , обеспечивающий желаемый характер переходного процесса (отсутствие перерегулировани , монотонный переходный процесс, заданное врем  переходного процесса) при вариации параметров двигател , обусловленных изменением режимных координат и условий внешней среды, и с учетом инерционности исполнительного элемента топливодозирующего органа.When the engine operating modes change, at the output of the unit 4 operating modes, the signals of the engine parameters a and o4 are formed. According to the indicated signals, the controller, using block 7 and amplifiers 8 and 9, generates a control signal at the input of the actuator 14, which provides the desired character of the transient process (no overshoot, monotonous transient process, specified transient time) when the engine parameters vary and environmental conditions, and taking into account the inertia of the executive element of the toplivodosiruyuschego body.

Claims (1)

Таким образом регул тор обеспечивает повышение точности регулировани  как на установившихс , так и на неустановившихс  режимах работы, повышение надежности (за счет гарантированной устойчивости и отсутстви  перерегулировани ) и топливной экономичности (за счет отсутстви  перерегулировани  и монотонного характера переходного процесса). Формула изобретени  Регул тор частоты вращени  двигател  внутреннего сгорани  по авт. св. № 1408095, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности регулировани , он дополнительно снабжен двум  усилител ми и блоком умножени , а сумматор выполнен с четырьм  входами, причем первый усилитель включен в линию св зи первого блока умножени  с входом исполнительного элемента топливодозирующего органа, вход второго усилител  соединен с источником задающего сигнала, а выход - с одним из входов дополнительного блока умножени , другой вход которого соединен с вторым выходом блока режимов регулировани , а выход - с четвертым входом сумматора.Thus, the regulator provides an increase in the accuracy of regulation on both established and unspecified operating modes, increased reliability (due to guaranteed stability and no overshoot) and fuel efficiency (due to the absence of overshoot and monotonic nature of the transition process). Claims of the Invention Regulator of the rotational speed of an internal combustion engine according to aut. St. No. 1408095, characterized in that, in order to improve the control accuracy, it is additionally equipped with two amplifiers and a multiplication unit, and the adder is made with four inputs, the first amplifier being connected to the communication line of the first multiplication unit with the actuating element of the fuel-supplying organ, the input The second amplifier is connected to the source of the master signal, and the output is connected to one of the inputs of the additional multiplication unit, the other input of which is connected to the second output of the control mode unit, and the output is connected to the fourth input of the sums torus.
SU884423705A 1988-05-17 1988-05-17 Rotational speed governor of internal combustion engine SU1576705A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884423705A SU1576705A2 (en) 1988-05-17 1988-05-17 Rotational speed governor of internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884423705A SU1576705A2 (en) 1988-05-17 1988-05-17 Rotational speed governor of internal combustion engine

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU1408095A Addition SU336101A1 (en) STAMP FOR CUTTING EMPTY PARTS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1576705A2 true SU1576705A2 (en) 1990-07-07

Family

ID=21374270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884423705A SU1576705A2 (en) 1988-05-17 1988-05-17 Rotational speed governor of internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1576705A2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4332103A1 (en) * 1993-09-22 1995-03-23 Bayerische Motoren Werke Ag Method for metering fuel in a diesel internal combustion engine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1408095, кл. F02 D41/14, 1986. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4332103A1 (en) * 1993-09-22 1995-03-23 Bayerische Motoren Werke Ag Method for metering fuel in a diesel internal combustion engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6076353A (en) Coordinated control method for turbocharged diesel engines having exhaust gas recirculation
US6904353B1 (en) Method and system for sliding mode control of a turbocharger
US4223654A (en) Method and apparatus for controlling the operation of a diesel engine
US6128902A (en) Control method and apparatus for turbocharged diesel engines having exhaust gas recirculation
US6035640A (en) Control method for turbocharged diesel engines having exhaust gas recirculation
US4577718A (en) Apparatus for controlling the speed of a vehicle with internal combustion engine
US6665604B2 (en) Control method for variable geometry turbocharger and related system
US4651518A (en) Transient derivative scheduling control system
JP3285493B2 (en) Lean-burn engine control apparatus and method and engine system
KR20090092294A (en) Regulating method for a turbocharger of an internal combustion engine, and turbocharger
SU1576705A2 (en) Rotational speed governor of internal combustion engine
SE438008B (en) PROCEDURE FOR REGULATING AN ANGTURBINE AND DEVICE FOR EXECUTING THE PROCEDURE
Flower et al. Optimal control considerations of diesel engine discrete models
Choi et al. Fuel-injection control of SI engines
US3979682A (en) Hysteresis compensator for control systems
SU1643762A1 (en) Control system of internal combustion engine with boost
EP1538320B1 (en) Method for control scheduling to achieve linear thrust response
SU1002614A1 (en) Method of controlling turbine power at power system fluctuations
CN117170225B (en) Aircraft engine incremental controller based on rotor acceleration feedback
CN112648088B (en) Air system control method and device of engine and air system
JPS6183460A (en) Throttle valve controller for supercharged engine
CN112780454B (en) Target compressor ratio and combustion gas ratio generation in diesel engine air boost multivariable control
SU590495A1 (en) Electrohydraulic follow-up system
SU664060A1 (en) Engine load transmitter
SU1177524A1 (en) Electronic governor of diesel-generator ratational sreed