Стенд для испытаний системы автоматического управления газотурбинного двигателя

СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ с элементом управления геометрией проточной части двигателя, содержащий последовательно соединенные блок электронной модели двигателя и электропривод, подключенный к системе автоматического управления, систему преобразования расхода топлива, вход которой подключен к выходу системы автоматического управления газотурбинным двигателем, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем уменьшения динамической ошибки моделирования, он дополнительно содержит последовательно соединенные датчик положения элемента управления геометрией проточной части двигателя, преобразователь и первый блок коррекции электропривода, второй блок коррекции электропривода, вход которого подключен к выходу системы преобразования расхода топлива, а выход - к первому входу блока электронной модели двигателя, второй вход которого подключен к выходу первого блока коррекции электропривода.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к управлению и регулированию газотурбинными установками, а именно к стендам для испытаний регулирующей аппаратуры газотурбинных двигателей (ГТД).
Цель изобретения - повышение точности работы стенда путем уменьшения динамической ошибки моделирования.
На чертеже представлена структурная схема стенда.
Стенд для испытаний системы 1 автоматического управления газотурбинного двигателя с элементом 2 управления геометрией проточной части двигателя содержит последовательно соединенные блок 3 электронной модели двигателя и электропривод 4, подключенный к системе 1 автоматического управления, систему 5 преобразования расхода топлива, вход которой подключен к выходу системы 1 автоматического управления газотурбинным двигателем, последовательно соединенные датчик 6 положения элемента управления геометрией проточной части двигателя, преобразователь 7 и первый блок 8 коррекции электропривода, второй блок 9 коррекции электропривода, вход которого подключен к выходу системы 5 преобразования расхода топлива, а выход - к первому входу блока 3 электронной модели двигателя, второй вход которого подключен к выходу первого блока 8 коррекции электропривода.
Стенд работает следующим образом.
Стенд обеспечивает достоверность испытаний многоконтурной системы 1 автоматического управления в составе с электронной моделью двигателя за счет одновременного обеспечения следующих соответствий:
W_n^G₂т =W W_пр W_к,
W_{n 2}2 =W_{мо д}2 W_пр W_к, где W_n^G₂т - передаточная функция ГТД по каналу воздействия расхода топлива G_т на частоту вращения n₂ компрессора высокого давления (КВД);
W_{n 2}2 - передаточная функция ГТД по каналу воздействия положения направляющих аппаратов ₂ КВД на частоту вращения n₂ КВД;
W - передаточная функция блока 3 электронной модели двигателя по каналу расхода топлива G_т (W_мog^Gт W_n^G₂т);
W_{мо д}2 - передаточная функция блока 3 электронной модели двигателя по каналу направляющих аппаратов КВД (W_{мо д}2 W_{n 2}2);
W_пр - передаточная функция электропривода;
W_к - передаточная функция блоков 8 и 9 коррекции, данное соответствие может быть обеспечено при соблюдении следующего условия: W_пр ^. W_к -> 1, т. е. когда W_к= . .
Это условие реализуется следующим образом.
На переменных режимах испытаний многоконтурной системы 1 сигнал, пропорциональный расходу топлива через систему 5 преобразования расхода топлива, поступает на вход блока 9 коррекции. Одновременно сигнал, пропорциональный изменению положения элемента 2 управления геометрией проточной части двигателя (например, ход штока гидроцилиндров направляющих аппаратов КВД), через датчик 6 положения и преобразователь 7 поступает на блок 8 коррекции. В блоках 9 и 8 коррекции происходит форсирование сигналов, причем степень форсирования пропорциональна постоянной времени электропривода 4, которая определяет его инерционность и в конечном счете определяет динамическую ошибку моделирования. Блок 9 и 8 коррекции с определенными допущениями реализуют передаточную функцию W_к= . Входные сигналы по каналу расхода топлива и каналу геометрии проточной части двигателя от блоков 9 и 8 коррекции поступают на соответствующие входы блока 3 электронной модели двигателя, который на своем выходе формирует сигнал управления электроприводом 4, который, отрабатывая его, приводит во вращение вал, механически связанный с многоконтурной системой 1, замыкая таким образом цепь регулятор-модель двигателя. При этом динамика вращения вала электропривода 4, механически связанного с многоконтурной системой 1 автоматического управления, практически соответствует динамике ротора КВД на режимах совместной работы каналов регулирования расхода топлива и геометрии проточной части, так как в замкнутой схеме стенда за счет блоков 9 и 8 коррекции компенсируется по каналу расхода топлива и каналу геометрии проточной части двигателя динамическая ошибка моделирования, вносимая инерционностью электропривода 4.
Таким образом, стенд обеспечивает возможность проведения испытаний многоконтурной системы автоматического управления САУ по каналу расхода топлива в основную камеру сгорания и каналу изменения геометрии проточной части двигателя (например, по каналу управления направляющими аппаратами КВД), что расширяет функциональные возможности стенда и увеличивает объем автономных испытаний САУ ГТД на полунатурном стенде, при этом обеспечивается повышение достоверности испытаний многоконтурной САУ на режимах совместной работы каналов регулирования за счет уменьшения динамической ошибки моделирования.
Изобретение относится к машиностроению. Цель изобретения - повышение достоверности испытаний. Стенд обеспечивает проведение испытаний многоконтурной системы 1 автоматического управления с элементом 2 управления геометрией проточной части двигателя по каналу расхода топлива в основную камеру сгорания и каналу изменения геометрии проточной части двигателя. Сигналы на блок 3 электронной модели двигателя, связанный с электроприводом 4, формируются по сигналам с выходов испытуемой системы 1 с помощью блоков 8 и 9 коррекции электропривода, датчика 6 положения элемента управления геометрией проточной части двигателя, преобразователя 7 и системы 5 преобразования расхода топлива. Такое выполнение стенда позволяет повысить точность его работы за счет уменьшения динамической ошибки моделирования. 1 ил.