Адаптивная система управления параллельно работающими дизельными установками

Изобретение относится к автоматике, в частности к адаптивным системамуправления, и может быть использовано, например, на буровых.Цель изобретения - повышение качества процессов управления, увеличение моторесурсов и экономия топлива.На фиг. 1 представлена структуриная схема предлагаемой адаптивнойсистемы управления параллельно работающими дизельными установками;на Фиг. 2 - вариант схемы реализацииидентификатора параметров режима свычислителем коэффициента Фильтра; 15на фиг. 3 - вариант схемы реализации корректирующего фильтра.Система содержит последовательносоединенные эадатчик 1 положения,корректирующий фильтр 2, блок 3 20сумматоров, блок 4 регуляторов, блок5 исполнительных механизмов (с ручным и автоматическим управлением),блок 6 дизелей, блок 7 муфт сцепления, редуктор 8, датчик 9 оборотов, 25преобразователь 10 обороты-ток иидентификатор 11 параметров режимас вычислителем коэффициента фильтра,подключенный к второму входу корректирующего фильтра 2, последовательно Зрсоединенные блок 12 датчиков положения и блок 13 преобразователейположение-ток, причем его выходыподключены к входам блока 3 сумматоров и.идентификатора 11 параметроь режима с вычислителем коэффициентов фильтра, а входы блока 12датчиков положения соединены с выходами блока 5 исполнительных механизмов, блок 14 индикаторов оборотов, подключенный к выходу блока 6дизелей.Блок 11 содержит последовательно соединенные дифференциатор 15,вход которого соединен с выходомблока 10, модуль 16, множитель 17,нестационарное инерционное звено18, компаратор 19, сумматор 20,интегратор 21, множитель 22 и усилитель 23, подключенный к другомувходу сумматора 20, последовательносоединенные задатчик 24 режима икомпаратор 25, вход которого соединен с выходом модуля 16, а выход -с вторым входом множителя 17, последовательно соединенные усилитель 26,компаратор 27, блок 28 задержки и.элемент И 29, второй вход которого соединен через элемент НЕТ 30 с выходом компаратора 27, последовательносоединенные сумматор 31, к входамкоторого подключены выходы блока 13,усилитель 32, множитель 33, ключ 34и блок 35 запоминания, а также содержит одновибратор 36. Выход множителя 17 соединен с вторыми входамикомпараторов 19 и 27. Вход усилителя 26 подключен к выходу нестационарного инерционного звена 18. Выходинтегратора 21 соединен с вторымвходом множителя 33, а выход элемента И 29 подключен к входу элементаИЛИ 37 блока 18 и соединен черезодновибратор 36 с вторым входомключа 34, выход же элементаИЛИ 37соединен с другим входом множителя 22.Нестационарное инерционное звено18 содержит последовательно соединенные интегратор 38, выход которогоявляется выходом блока 18, сумматор39, другой вход которого соединен свыходом множителя 17, и переключатель40, второй вход которого соединен свыходом элемента ИЛИ 37. Выход переключателя 40 соединен с входами усилителей 41 или 42, выходы которых,подключены к входам интегратора 38.Выход компаратора 19 соединен сдругим входом элемента ИЛИ 37 черезэлемент НЕТ 43 (не показан).. Корректирующий фильтр 2 содержитсумматор 44, связанный с входамисумматора 45 соответственно черезпоследовательно соединенные усилитель 46 и интегратор 47 и последовательно соединенные усилитель 48 имножитель 49, вход которого подключен к выходу блока 11. Выход интег"ратора 47 и блока 1 подключены квходам сумматора 44, а выход сумматора 45 является выходом фильтра 2.Система работает следующим образом.Этап включения д-го дизеля,(1-1) дизелей работают. С помощьюручного управления исполнительныммеханизмом 5; блока 5 на основеинформации с блока 14 индикаторовоборотов обеспечивается равенствооборотов дизеля 6блока 6 дизелей16 с (х) работающими. После этогоручной режим управления исполнительным механизмом 5; переводится наавтоматический и в дальнейшем управляется с помощью регулятора 4; иззблока 4 регуляторов, а включаемый дизель 6 ,замыкается через механическую муфту 7; сцепления блока 7 муфт сцепления на общий редуктор 8.Этап работы. Сигнал, сформированный подключенным к выходу исполнительного механизма 5; (=1, , и) блока 5 исполнительных механизмов датчиком 12 1 положения блока 12 датчиков положения, преобразуется в 10 электрический с помощью преобразователя 13 положение-ток блока 13 преобразователей положение-ток. Сумматором 31 блока 3 сумматоров формируется сигнал рассогласования между сигналом с преобразователя 13 положение-ток и преобразованным корректирующим фильтром 2 сигналом с задатчика 1 положения. С помощьюэтого сигнала, поступающего на вход регулятора 4 блока 4 регуляторов, регулятором 4; вырабатывается сигнал, реализующий линейный закон управления. Полученный сигнал поступает на вход исполнительного механизма 5; блока 5 и далее, последовательно преобразуясь исполнительным механизмом 5 блока 5, дизелем 6 1 блока 6 дизелей, муфтой 7; сцепления блока 7 муфт сцепления и редуктором 8, оказывается выходным сигналом системы. Сигнал, сформированный подключенным к редуктору 8 датчиком 9 оборотов, преобразуется в электрический с помощью преобразователя 10 З 5 обороты-ток и вместе с сигналами с блока 13 преобразователей положение-ток поступает на вход идентификатора 11 параметров режима с вычислителем коэффициента фильтра. Блоком 40 11 формируется сигал, на основе которого изменяется значение Т, в передаточной функции корректирующего фильтра 2 вида где у, Т - постоянные.Идентификатор 11 параметров режи ма с вычислителем коэффициента фильт.ра работает соедующим образом. Сигнал И с выхода блока 10, последовательно преобразуясь дифференциатором 15, модулем 16 и множителем 17, 55 поступает на вход нестационарного инерционного звена 18, еслищ) больше значения сигнала д"с задатчика 24 режима. Сравнение осуществляется компаратором 25, вырабатывающимединичный сигнал при (ю ) Ы" и нулевой в противном случае. Постоянная времени нестационарного инерционного звена 18, состоящего из блоков 37-43, равна , если сигнал с элемента ИЛИ 37 равен 1, иТ( Т 2 м Т ) в противном случае.Компаратор 19 вырабатывает нулевой сигнал 1. = О, если ихОВ 61 х ф и единичный в противном случае ( 0 Оных - входной и выходной сигналы блока 18) . Блоки 20-23 представляют собой инерционное звено с малой постоянной времени, если сигнал с элемента ИЛИ 37 с 7= 1, и интегратор 21, если з = О. Компаратор 27 вырабатывает нулевой сигнал, если О 6 сС О ы (оС =0,7+0,1), и единичный в противном случае. Блок задержки сдвигает во времени полученный с блока 27 сигнал на фиксированный неболь- шой промежуток времени. Оба этих сигнала, один непосредственно, а другой (о ), преобразуясь элементом НЕТ 30, поступают на входы элемента И 29. Все сигналы, поступающие с выходов блока 13 усредняются (сумма сигналов, де" ленная на их число) с помощью сумматора 31 и усилителя 32. Полученный таким образом сигнал перемножается множителем 33 с сигналом с интегратора 21 и поступает на вход блока 35 запоминания, когда значение О 2 з меняется с нуля на единицу. Этот сигнал и есть выход идентификатора 11 параметров режима с вычислителем коэффициента фильтра. Таким образом, получаемое усредненное значение относительных положений топливных реек (от нуля до единицы, причем единица соответствует полностью открытому состоянию) можно считать обратно пропорциональным коэффициенту усиления дизелей. Логика блока 11 устроена так, что в момент изменения Ыз с нуля на единицу, значение сигнала с интегратора 21 пропорционально промежутку времени между моментом максимума и моментом, когда сигнал (Й) достигает о.100% от максимума. В этот момент сигнал с множителя 33 характеризует обобщенное время двигателей, их инерционность. Поэтому это значение и фиксируется в блоке 35 запоминания, ибо только в этот момент одновибра 1183369Ф тор 36 выдает логическую "1" и замыкает ключ 34. После этого, в силу логики,.входные и выходные сигналы блоков 18 и 21 обнуляется. Это происходит в течение времени задержки блока 28 .с момента изменения с нуля на единйцу).В предлагаемом гехническом решении происходит равенство относительных мощностей, отдаваемых каждЫм дизелем в отдельности. Это следует непосредственно из синхронизации дизелей по оборотам и относительному положению топливных реек.В процессе функционирования меняются динамические и.статистические характеристики дизелей. Перестройка в соответствии с этими изменениями коэффициента корректирующего фильтраТ позволяет ооеспечить квазиоптимальность переходных процессов, т.е.повышается качество процессов управления, Время перехода с одного режима на другой уменьшается, двигателибольшее время работают в одном итом же стационарном режиме, что 1 О увеличивает их моторесурсы. А таккак режим функционирования далек откритического и близок к номинальному, .наиболее экономичному в смысле потребления энергии, необходимой для 15 функционирования всей системы вцелом, то предлагаемая система посравнению с известной обеспечиваетснижение энергоемкости процессауправления, так как экономит топливо.1183939 фиа. Составитель А, Лащеедактор О. Бугир ТехредС.Мигунова Корректор А. Тяск Заказ 6268/47 аж 8 П ое ВНИИПИ .Государственного комит по делам изобретений и откр113035, Москва Ж, Раушская б., д. 4/5 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна