Устройство для регулирования частоты вращения и нагрузки двигателя внутреннего сгорания на испытательном стенде

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН За Р 02 В 37 СССР ТНРЫТИЙ(21) (22) (46) (72) (71) Лена (53) ъединение ЬР СЛ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИ Н АВТОРСКОМК 3594825/20,05.8323.11.84, Бюл,43М.З. Варшавский.Производственное обторемонт621.436,621.833.2-52(088.8)(56) 1. Система автоматического управления обкаткой двигателя, Информационный листок,785-82. Л ЦНИТИ, 1982.ф(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ И НАГРУЗКИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ НА ИСПЫТАТЕЛЬНОМ СТЕНДЕ, содержащее датчики частоты вращения и нагрузочного момента, подключенные своими выходами к первому и второму вычитающим элементам соответственно, исполнительный орган по скорости, подключенный к топливодознрующему органу двигате 80.1125397 А ля, и исполнительный орган по нагрузке, подключенный к нагрузочному устройству, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения эффективности путем увеличения быстродействия и точности регулирования, онодополнительно содержит два нелинейных преобразователя, два нелинейныхэлемента с релейной характеристикой,третий и четвертый вычитающие элементы, причем входы нелинейных преобразователей подключены к выходу первого вычитающего элемента, а выходык входам третьего и четвертого вычитающих элементов, к вторым входамкоторых подключен выход второго вычитающего элемента, выходы третьегои четвертого вычитающих элементовподключены к входам нелинейных элементов с релейной характеристикой,а выходы последних - к исполнительным органам по скорости и по нагрузке,.1125397Изобретение относИтся к машино- к исполнительным органам по скоростистроению, в частности двигателестрое- и:,по нагрузке,нию, а именно к устройствам для регу- На фиг. 1 приведена функциональлирования двигателя .внутреннего сго- ная схема предлагаемого устройства;ранйя на испытательном стенде.,:, 5 на фиг. 2 - график оптимального поИзвестно устройство для регулиро- . быстродействию переходного процесса;вания частоты вращения .и нагрузкина фиг. 3 - фазовый портрет графикадвигателя внутреннего сгорания на ис- переходного процесса.пытательном стенде,. содержащее датчи- . Устройство содержит датчики 1 .ики частоты вращения и нагрузочиого10 2 частоты вращения и нагрузочногомомента,: подключенные своими выходами момента, подключенные своими выхода:к первому и второму вычитагщции эле-.ми к йервому и второму вычитающим"ментам соответственно, йсполнитель- элементам 3 и .4 соответственно, ис.ный. орган по скоростиподключенный олнительный орган. 5 по скорости,к топливодозирующему органу двига- : - ц , подключенныйк топпиводозирующемутеля, и исполнительный орган па иа- органу 6 двигателя, и исполнительный.грузке, подключенный к нагрузочио-орган 7 по.нагрузке, подключенный кму устройству 1 3.: ;. . :кагрузочному устройству 8, а такжеОднако известное устройство не об- два нелинейных преобразователя 9ладает достаточньм быстродействием З 1 .и 10, два нелинейных элемента. 11 ии точностью регулирования,.что йе.12 с релейной характеристикой, тре-позволяет его эФфективно использовать тий.и четвертый: вычитающие элементыдля регулирования двигателя внутрен-:13 и М, причем входы нелинейныхнего сгорания при исследовании на непреобразоватЕлей.9 и 10 подключеньгстационарных режимах., Иквыходу первого вычйтающего эле,,мента 3, выходы . - к входам третьегоЦелью изобретения является повы- . .н четвертОГо вйчитающих эяементовшенне эффективности устройства путем : 13.и. 14, к вторым входам которыхувеличения быстродействия и точности.: . .подключен выход второго.вйчйтающегорегулирования.. : :элемента.:4, .выходы третьегои четвер-того вычитающих элементов 13. и 1.4Указанная: цель достигается темм :. подключеий квходам нелинейных элечто устройство для регулирования ментов 11.и 12 с ралейной.характерисчастоты вращения и нагрузки двйгад иг.тнкой, а. выходы последнихк исполнителя внутреннего сгорания на испы- ельныо и 5 7тельйыи органам 5 и 7 по скороститательном стенде, содержащее. датчи-:. ЗЮи по нагрузке.ки частоты вращения и нагруэочиогомомента, подключенные своими выхода- . Устройство работает следувщимобми к первому и второму вычитающим разом.элементам соответственно, исполни-Система стенд-.двигатель являетсятельный орган по скорости, подключен . объектом двухсвязйого регулираВания.-40ный к топливодозирующему органу дви-, . Оптниальным управлением.быстродейст,гателя, и исполнительный орган по . .вия является.:процесс изображенныйЭнагрузке, подключенный к нагрузочно- .в виде,графйгса аа .Фиг 2.,му устройству, дополнительно содержит .При этом йрииятц сЛедующие.об йа.о оз адва нелинейных преобразователЯ,. чения: 0 ",сигнал;на входЕ исПОлив-два нелинейных элемента е релейной ; . тельного, органа 7 по иагрузк ф Уе,характеристикой, третий и четвертью . : сигнал на входе йсполнитульного ор-:вычитающие элементы, причем входы гана 5 скорости;: Е сигйал рассот. нелинейных преобразователей подклю" ласования по величине иагрузочнргочены.к, вы:.оду первого вычнтающего . О ,момента ,-. сигнал.раесогласованЖэлементавыходы - к входам третьего по частоте Вращений.и четвертого вычитаюших элементов,к вторым входам которых подкюиочен . . , Сигналц ущцалеийя О , и О огра"ра"выход второго вычитающего элемента, ничены неравенствами./0.741.и /О /РфЯФвыходы. третьего и четвертого вычитав 55 Для вьйвления структурй аптнмищих элементов подключены к входам затора строится, фазовый .портрет. сис. нединейиых элементов с релейной ха- : темы, .изображеиный на фиг. 3:. Римрактеристикой, а выходы последних -. скими цифраии.обозначены зоны, разде3 . 1125397 4пенные линиями Ь и 1., нумерацияквадрантов является общепринятой.1,ь 1.3. г фЕсли изображающая точка начинает = зЮп 1 Е -Г(Е ), (2)ся из некоторой точки А, третьего по которому работает предлагаемоеквадранта фазового портрета (такое 5 устройство.движение соответствует приведенному. - Датчик 1 частоты вращения преобф . при Ю = 1 и 0 1), то по разует частоту в напряжение, котороеистечении. некоторого времени йчемупоступает на вход вычитающепоступает на вход вычитающего элесоответствует точка В,. иа фазовом мента 3. Последний формирует на свопортрете, происходит переключение .Ю ем выходе сигнал рассогласования Едалее движение осуществляется ., который поступает на входы иелинейпри О.щ+1, а 0=1. Затеи изобРажаа- ных преобразователей 9 и. 10. Нелинейщая точка:попадает в точку С, где . ные преобразователи 9 и 10 формнпроисходит переключение сигнала уп- руют на своих выходах нанряж на своих выходах напряжения,равления 0, и движение нройсходит:. 15 описываемые функциями Х (Е ) и Г (Е:),и и 0-. .1 и Нщ.к-,2 2 й" ф.р .- =-1, которое заканчи-соответственно, которые затем постувается в точке с координатами Е=О пают иа входы вычитающих элементовЕ =О.,13 и 14. На другие входы вычитающихСоединение точек. С, являющихся элементов 13 и 14 поступает напряже 1точками переключения сигналов управ ние сигнала рассогласования ЕмзсВы . оленияпри различных.коордйнатах точки . нагрузке с выхода вычитаянцего.элеА ,:образует линию Ь, таким же об- мента 4.разом соединение точек В. образУет ,: В результате на выходе вычитаюлинию 1,, ..щего элемента 13 образуется напряАналогично. осуществляется двнже жение вида Е -Е (Е ) а на выходеаа на выходение прй начальйых Условйях",соответ" ,: вычитающего элемента 14 - сигналствующих, напримерзоне 111 фазово;. . Е -Г (Е ). Первый из этих сигналовР Рпоступает на вход нелинейного эле-.Линию Ь,. можно затесать в виде не"мента 11.с релейной характеристикой,- на вход нелинейного эле-.которой функциональной зависимости З 0 :а второй - на вход нелинейЕ 1 1(Е) а лепикЕ ф(Е ) мет 12 с релейной характеристикой.Наиболее просто определить Функцию Согласно выражениям (1) и (2), наГ (Е ) опытньюю п тем я чего( ). ьюю пу ем, для чего .вход исполнительного органа 8 повключают сигналы управления, еоответ- . нагрузке поступает сигнал оптимальствующие линии Ь.в системе. стенд-. ного органа 5 по скорости - 0 . Ис:двигатель. с начальными условиями . . . полнительный орган 7 по йагрузкеЭЕ,.-О Е, О.и воздействуя на нагрузочное устройстможно построить по точкам .оптймаль во 8, обеспечивает установку требуе ных переключений, полученийм при . , мого нагрузочиого момента а испол-эварьировании положения точки В, на .,нительнцй орган 5 по.скорости, возлинию А В,.. .; действуя на рычаг топливодозирующеАналогйчно.можно вычислить функ-. го органа 6 двигателя, обеспечивает. ции. Е(Е ) и й (Е ), задаваись из-: :установку требуемой частотывращевестными математическйми моделями :, ещ,системы стенд-двигатель, применив45 .:, . Таким .образом, реализация иэобретеорию вариационного исчйсленйя. : ,:теиня -позволяет -повысить эффективИсходя. из фазового. портрета., мож-.ность устройства:путем увеличенияно сформулировать алгоритм оптнмаль- . быстродействия и точности регулироного сигнала управлениявания,1125397 Составитель В. СлавниковРедактор Г, Волкова Техред М.Надь Корре Сирохма ПодпискаР з Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. тцая,8511/26 . т ВНИИПИ Госуда по делам и 113035, Москва 9ираж 523рственного комитета зобретений иоткрыт Ж, Раушская наб.