Способ экспериментального определения частотных характеристик всережимного регулятора и устройство для его осуществления

(7) Заявитель Могилевский машиностроительный институт(5) СПОСОБ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ВСЕРЕЖИМНОГОРЕГУЛЯТОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГООСУЩЕСТВЛЕН 1 Я 1Изобретение относится к автомати ческому регулированию двигателей, а именно к экспериментальному определению частотных характеристик всережимного регулятора.Известны способы экспериментально" го определения частотных характеристик всережимного регулятора с двумя входами дизеля путем подачи на первый вход регулятора гармонического возму" щающего воздействия и регистрации выходного сигнала.Устройство для осуществления спо" соба экспериментального определения частотных характеристик содержит все" режимный регулятор с двумя входами: приводным валом (первый вход) и ры" чагом управления (второй вход), соединенным с маятниковым механиз" мом 15.Однако частотные характеристики регулятора по второму входу значи" тельно отличаются от характеристик по первому входу из-за наличия упругого элемента на приводном валу и инерционности деталей; вращающихся вместе с валом. Второй выход, как правило, практически безынерционный и не имеет упругого элемента.При проведении исследований частотных характеристик регулятора необ" ходимо определять данные характерис" тики по обоим входам, так как это по" зволяет наиболее полно определить ди" намические характеристики регулятора. Цель изобретения " упрощение экс" периментального определения частотных характеристик регулятора по первому входу.Для достижения поставленной цели определяют передаточную функцию для преобразования гармонического возмущающего воздействия в виде отношения передаточных Функций первого и второго входов регулятора, вычисляют амплитуду возмущающего воздействия как отношение коэффициентов усиления пер 3 95 й 58 вого и второго входов, преобразуют входное гармоническое воздействие в соответствии с полученной передаточной функцией и подают его на второй вход регулятора. 5Устройство для осуществления способа экспериментального определения , частотных характеристик всережимного регулятора дополнительно содержит имитационное динамическое звено с 10 передаточной Функцией, равной отноше" нию передаточных Функций первого и второго входов, установленное перед вторым входом и соединенное с ним.На Фиг, 1 представлена функционалв 15 нал схема всережимного регулятора сдвумя входами дизеля; на фиг. 2 структурная схема регулятора; на Фиг. 3 " то же, с дополнительным имитационным динамическим звеном для определения частотных характеристик ре"гулятора.На чертежах и в тексте обозначены:Ю - угловая скорость вращения приводного вала регулятора; у -угол. поворота рычага управления регулятором;Х - перемещение муфты регулятора;перемещение рейки топливного насоса; О Я (Р)- отклонение угловой ско"рости; ЬГ(р)- отклонение угла поворо" 5 О та рычага управления; Т и Т - по"стоянные времени упругой муфты привода регулятора и крестовины с грузами;ТЗ " постоянная времени маятниковогомеханизма;Е и Е - относительные коэффициентызатухания привода регулятора и маятника регулятора; К 1 и К - коэффици"енты усиления по первому и второмувходам: К - коэффициент усилениямаятникового механизма; 52(р)" от"клонение муфты регулятора; ЬН(,р)- отклонение рейки; ЬХ(р) - отклонениевходного воздействия, эквивалентноголй(р), р - оператор Лапласа.Для пояснения сущности предлагаемо"го способа и устройства рассмотримвначале Функциональную схему всережимного регулятора дизельного двигателя (фиг. 1), Регулятор содержит следующие Функциональные элементы: маят"никовый механизм регулятора 1, выхо- дом которого является перемещение 2 муфты, нелинейный элемент 2, преобра"эующий перемещение 2 муфты в переме"55 щение Ь рейки . Входными сигналами яв" ляется угловая скорость ш регулятора, подаваемая на первый вход регулятора приводной вал, и угол у поворота рычага управления регулятором, которыйявляется вторым входом регулятора,Эти сигналы через усилительно-преобразующйй 3 и усилительный ч элементы, являющиеся входными элементамирегулятора, направлены на сумматор ввиде поддерживающей и восстанавливаю"щих сил регулятора,На структурной схеме регулятора(фиг, 2) раскрыто содержание функциональных элементов, которые представлены как динамические звенья регулятора, и записаны их передаточные Функции. Кроме того, показаны не сами сиг.налы м и ).а их отклонения ЬЯ(р) иьГ(р) поскольку именно отклонениявходных сигналов при снятии частотныххарактеристик подаются в виде гармонических составляющих на соответствующий вход регулятора, накладываемыхна постоянную составляющую данных сигналов. При снятии частотных характер стик по первому входу известными методом ьГ р ) = О, т.е. угол рычага управления регулятором фиксируется и остается неизменным в процессе экспери-.ментальных исследований ( у = сопвй).Частотные характеристики по второмувходу определяются при аЯ(р) = 0и щ = сопэт Они значительно отличаются от частотных характеристик по первому входу иэ-за наличия упругого элемента на валу привода регулятора иинерционности деталей регулятора,вращающихся вместе с валом, что и подтверждается структурной схемой регулятора, так как передаточные функции ди"намических звеньев обоих входов различны.Для определения частотных характеристик по пврвому входу путем подачигармонических воздействий на второйвход последний снабжен дополнительнымимитационным динамическим звеном 5(фиг. 3), передаточнал Функция котоКТр+1)рого равна :соотнок (7 ц т рч)шению передаточных Функций первогои второго входов регулятора и уствновленного перед вторым входом.При испытаниях определяют передаточную Функцию для преобразования гармонического возмущающегося воздействия в аиде отношения передаточныхфункций Я (р) лГ (р) первого ивторого входов, вычисляют амплитудувозмущающего воздействия как отноше5 95 Й ние коэффициентов усиления первого К, и второго К входов, преобразуют вход" ное гармоническое воздействие всоот" ветствии с полученной передаточнойкт р )5 Функцией " и пот р .р. 1дают его на втОрой вход регулятора.Амплитуда входного воздействия ьХ(р) равна соотношению коэффициентов уси в ления этих входов (К/К), Как видно из структурной схемы (Фиг. 3), передаточные функции регулятора по перво" му входу и по второму входу с имитационным динамическим звеном одинаковыа т.е. Щр)= - 4=), значитьН( ) ьньЯ р Ьхрвходные сигналы ьй (р) иьХ(р) эквивалентны, Это подтверждает возможность подачи возмущающего воздействия на второй вход, дополненный имитационным динамическим звеном, при экспериментальном определении частотных характеристик регулятора по первому входу.Таким образом, предлагаемый способф позволяет значительно упростить экспериментальное определение частотных Характеристик всережимного регулятора из"за упрощения конструкции испытательных устройств и стендов, что в свою . ЗЕ очередь снижает затраты на стендовые испытания регулятора.Формула изобретенияСпособ экспериментального определения частотных характеристик ЗЗ всережимного регулятора с двумя вхо" дами дизеля путем подачи на первый 85 6вход регулятора гармонического возмущающего воздействия и регистрации выходного сигнала, о т л и ч а ю щ и й-, с я тем, что, с целью упрощения экс- периментального определения частотных характеристик регулятора по первому ,входу, определяют передаточную функ,цию для преобразования гармонического возмущающего воздействия в виде от" ношения передаточных Функций первого и второго входов регулятора, вычисля" ют амплитуду возмущающего воздействия, как отношение коэффициентов усиления первого и второго входов, преобразу". ют входное гармоническое воздействие в соответствии с полученной переда" точной функцией и подают его на второй вход регулятора.2. Устройство для экспериментального определения частотных характеристик всережимного регулятора, содержащее всережимныи регулятор с двумя входами: приводным валом (первый вход) и рычагом управления (второй вход), соединенным с маятниковым механизмом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно дополнительно содержит имитационное динамическое звено с передаточной функцией, равной отношению передаточных функций, первого и второго входов, установленное перед вторым вхо" дом и соединенное с ним.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1 Авторское свидетельство СССРпо заявке У 2937326/25 06,кл. г 02 о 1 Ло, с о 1 м 7/оо, 1980.Реца Вака енц 52ственного комитобретений ы открЖРачшскаятй ав а а а ае тттг, Ужгород,наб 8. 4/5 ттул, Проектная,и ль В. ИщенкНадь Составиор С, Юско Техрево 387/30 Тираж 5 ВНИИПИ Государпо делам из05 дМосквае ае т аееаеал ППП 1 Патент Корректор А. фПодписноета СССРтий