SU981935A1

SU981935A1 - Адаптивна система управлени судовыми силовыми установками

Info

Publication number: SU981935A1
Application number: SU813274161A
Authority: SU
Inventors: Алексей Алексеевич Аничкин; Александр Михайлович Шубладзе; Александр Павлович Ситников; Гений Георгиевич Молчанов; Борис Султанович Иругов; Александр Георгиевич Уланов; Сергей Павлович Титов
Original assignee: Ордена Ленина Институт Проблем Управления; Калининградская База Тралового Флота
Priority date: 1981-04-29
Filing date: 1981-04-29
Publication date: 1982-12-15

Description

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах управления судовыми силовыми установками, параметры которых меняются в процессе функционирования в широких диапазонах.

Известны адаптивные системы, предназначен- ⁵ные для управления нестационарными объектами и содержащие пропорционально-интегрально— дифференциальный (ПИД) регулятор с блоком самонастройки весовых коэффициентов регулятора [1]. ^,0

К недостаткам этих систем следует отнести то, что они не учитывают специфики судовых силовых установок.

Наиболее близкой по технической сущности ¹⁵к предлагаемой является система регулирования числа оборотов фирмы Woodward, содержащая последовательно соединенные датчик оборотов, преобразователь, линейный ПИД-регулятор и исполнительный механизм, датчик температуры выхлопных газов, задатчик оборотов, выход которого соединен со вторым входом линейного ПИД-регулятора [2].

Недостатками этой известной системы являются отсутствие учета нестационарности параметров силовых судовых установок, низкое быстродействие, невозможность стабилизации двигателя на всех режимах работы, приводящее к большому потребляемому расходу топлива и сокращающее моторесурс работы двигателя.

Цель изобретения - повышение экономичности и качества регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что в системе управления, содержащей датчик температуры выхлопных газов, задатчик оборотов, последовательно соединенные датчик оборотов, преобразователь, линейный пропорционально—интегрально—дифференциальный регулятор и исполнительный механизм, выход датчика оборотов соединен со вторым входом линейного пропорционально- интегрально-дифференциального регулятора, содержатся блок коррекции и блок самонастройки, подключенный входом и выходом соответственно к выходу и третьему входу линейного пропорционально-интегрально- дифференциального регулятора, выход датчика темз 981935 пературы выхлопных газов через блок коррекции соединен со входом задатчика оборотов.

На чертеже показана принципиальная схема адаптивной системы управления судовыми си- ловыми установками. 5 )

Схема содержит датчик оборотов 1, преобразователь 2, пропорционально-интегральнодифференциальный регулятор 3, задатчик оборотов 4, датчик температуры выхлопных газов 5, блок коррекции 6, блок саманастройки 10 7, исполнительный механизм 8.

Система работает следующим образом.

При работе двигателя датчик оборотов 1 преобразует обороты вала в частоту следования сформированных импульсов, которые преобразо- 55 вателем 2 преобразуются в аналоговый электрический сигнал х (t). Далее сигнал поступает на вход ПИД-регулятора 3, на второй вход ' которого подается сигнал g(t) с задатчика оборотов 4. Величина задающего сигнала ^{9(t) = п}ном ^y(t)r ^гД^е п,,-. — постоянная величина, равная требуеHD/Λ мому числу оборотов, при температуре выхлопных газов ί·<Τ_ο (Т_о — настроечный коэффициент) ,25

О при t < Т_с

Y(t) =- '(2) . Κ(ί-η, )при t 7 Т_о сигнал с блока коррекции 6,30

К — настроечный коэффициент. Информация о t имеется на выходе датчика температуры выхлопных газов 5.

На основе сигналов g(t) и x(t) реализо-7 35 ван закон управления в регуляторе 3 вида и (t) = к₀[Е (t) + dc+ к J (1)1,(3) где ¢(1) = g(t) - x(t)_; ° (4)

Κθ, К_и, Кд — весовые коэффициенты.

Их значения формируются в блоке самонастройки 7 на основе выходного сигнала U регулятора 3 (это позволяет использовать завися 4 мость между U и нагруженностью двигателя) следующим образом

К^= const, Kq.= const (5)

1<о= с +с(лр Τψ + φ = U (6).

где с, <£, Т — настроечные коэффициенты.

Сигнал с регулятора 3 поступает на вход исполнительного механизма 8, выходной сигнал которого является выходным сигналом системы управления.

Таким образом, в предлагаемой адаптивной системе управления судовыми силовыми установками осуществляется регулирование, близкое к оптимальному, независимо от режима работы.

За счет этого достигается повышение экономичности и качества регулирования.

Claims

Изобретение относитс к автоматике и мо жет быть использовано в системах управлени судовыми силовыми установками, параметры которых мен ютс в процессе функционировани в широких диапазонах. Известны адаптивные системы, предназначенные дл управлени нестационарными объектами и содержащие пропорционально-интегрально- дифференциальный (ПИД) регул тор с блоком самонастройки весовых коэффициентов регул тора 1. К недостаткам этих систем следует отнести то, что они не учитывают специфики судовых силовых установок. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой вл етс система регулировани числа .оборотов фирмы Woodward, содержаща последовательно соединенные датчик оборо тов, преобразователь, линейный ПИД-регул тор и исполнительный механизм, датчик температур выхлопных газов, задатчик оборотов, выход которого соединен со вторь1М входом линейног ПИД-регул тора 2. Недостатками этой известной системы вл ютс отсутствие учета нестационарности параметров силовых судовых установок, низкое быстродействие , невозможность стабилизации двигател на всех режимах работы, привод щее к большому потребл емому расходу топлива и сокращающее моторесурс работы двигател . Цель изобретени - повыщение экономичности и качества регулировани . Поставленна цель достигаетс тем, что в системе управлени , содержащей датчик температуры выхлопных газов, задатчик оборотов, последовательно соединенные датчик оборотов, преобразователь , линейный пропорционально-интегрально-дифференциальный регул тор и исполнительный механизм, выход датчика оборотов соединен со вторым входом линейного пропорционально- интегрально-дифференциального регул тора , содержатс блок коррекции и блок самонастройки, подключенный входом и выходом соответственно к выходу и третьему входу линейного пропорционально-интегрально- дифференциального регул тора, выход датчика тем398 псратурьт выхлопных газов через блок коррекции соединен со входом задатчика оборотов. На чертеже показана принципиальна схема адаптивной системы управлени судовыми силовыми установками. Схема содержит оборотов 1, преобразователь 2, пропорционально-интегральнодифференциальный регул тор 3, задагчик оборотов 4, датчик температуры выхлопных газов 5, блок коррекции 6, блок саманастройки 7, исполнительный мехаш1зм 8. Система работает следующим образом. При работе двигател датвдк оборотов 1 преобразует обороты вала в частоту следовани сформированных импульсов, которые преобразо вателем 2 преобразуютс в аналоговый электри ческш сигнал х (t). Далее сигнал поступает на вход ПИД-регул тора 3, на второй вход которого подаетс сигнал g(t) с заддтчика обо ротов 4. Величина задающего сигнала S ном- г где п - посто нна величина, равна требуемому числу оборотов, при температуре выхлоп ,, (TQ- настроеч1шй козффи ных газов циент), при t .$ т. y(t) K (t-Te, )при t 7 TQ сигнал с блока коррекции 6, К - настроечный козффивдеет. Информаци о t имеетс на выходе датгика температуры выхлопных газов 5. На основе сигналов g(t) и x(t) реализован закон управлени в регул торе 3 вида U(,t) KplE (t) + к (t),( гдееО) g(t) x(t), (4 KQ, Кц, Кд - весовые коэффициенты. Их значени формируютс в блоке самонастройки 7 на основе выходного сигнала U регул тора 3 (это позвол ет использовать зависи мость между U и нагруженностью двигател ) следующим образом К const,Кл. const(5) с +ciif TIJ, + (f и(6). где с, ai, Т - настроечные коэффициенты. Сигнал с регул тора 3 поступает на вход исполнительного механизма 8, выходной сигнал которого вл етс выходным сигналом системы управлени . Таким образом, в предлагаемой адаптивной системе управлени судовыми силовыми установками осуществл етс регулирювание, близкое к оптимальному, независимо от режима работы. За счет зтого достигаетс повышение экономичности и качества регулировгши . Формула изобретени Адаптивна система управлени судовыми силовыми установками, содержаща датчик температуры выхлопных газов, задатчик оборотов, последовательно соединенные датчик оборотов, преобразователь, линейный пропорционально- интегрально-дифференциальный регул тор к исполнительный механизм, выход задатчика оборотов соединен с вторым входом линейного пропорционально- интегрально-дифференциального регул тора, отличающа с тем, что, с целью повыщени экономичности и качества регулировани , система содержит блок коррекции и блок самонастройки, подключеннный входом и выходом соответственно к выходу и третьему входу линейного пропорционально-Интегрально-дифференциального регул тора, выход датчика температуры выхлопных газов через блок коррекции соединен с входом задатчика оборотов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 717718, кл. G 05 В 13/02, 1980.
2.Регул тор числа оборотов конструкции УГ.8 с циферблатом. Проспект фирмы Woodward , 1979 (прототип).