Курсовая работа по «Автоматике и регулированию ВРД»

Московский Авиационный  Институт

(Государственный технический  университет)

 

 

 

 

Кафедра 201

 

 

 

 

 

Курсовая работа

 

По курсу

 

«Автоматика и регулирование  ВРД»

 

 

Вариант №9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

Студент гр. 02-404

 

Проверил:

Профессор 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2011 г.

Содержание

 

1. Схема системы  регулирования 3

2. Уравнения движения  звеньев и передаточные функции 5

3. Вывод уравнения  движения сервомотора 5

4. Уравнение движения  замкнутой системы 6

5. Исследование устойчивости  системы регулирования 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Схема системы регулирования

 

 

 

Рис. 1

 

На рис.1 представлена схема системы автоматического регулирования подачи топлива в форсажную камеру ТРДФ.

Объектом регулирования  является форсажная камера (на схеме не показана). Регулируемым параметром – степень расширения газов на турбине , P^*_к/P^*_т . Давление P^*_к считать постоянным, а давление P^*_т переменным в зависимости от расхода топлива, подаваемого в форсажную камеру. Регулятор состоит из двухмембранного чувствительного элемента 1 с маятником 3, сервомотора 6 с рычагом 5 и пружиной обратной связи, дозирующей иглы 7, центробежного насоса и форсунки 8.

Изменение работы регулятора производится иглой 2 (управляющее воздействие f_ув) путем изменения площади жиклера воздушного редуктора. За возмущающее воздействие принимается изменение площади критического сечения сопла двигателя.

В системе регулирования  следует выделить пять звеньев: ФК, ЧЭ, С, ДИ, Ф.

При отклонении от равновесного режима маятник ЧЭ поворачивается со скоростью, определяемой проходным сечением жиклера, и изменяет сечение слива топлива из верхней полости С. Поршень С приходит в движение, изменяет силу затяжки пружины обратной связи и возвращает маятник к прежнему положению. Одновременно поршень С перемещает ДИ, изменяет подачу топлива в ФК, восстанавливая равновесие системы.

 

Численные значения коэффициентов  элементов приведены в таблице 1.

 

Таблица 1

 

№ п/п	Tч2 с	Tч1 с	Tс с	Kос	Kч	Д-разбиение	Возмущение	Вывод
1	0,15		0,6	0,4	4	-Tч1	fув=1	ЧЭ
2	-	0,1	0,3	0,8	6	Tч2	fвв=1	С
3	0,2	0,3	-	1,0	8	Tс	Fув=2	С
4	0,3	0,4	1,5	-	10	Kос	fвв=2	ЧЭ

 

K_ф = K_ид = K_ис = K_сд = K_фк = 1,0

 

 

Структурная схема системы  регулирования представлена на рис. 2.

 

 

Рис. 2

 

 

2. Уравнения движения  звеньев и передаточные функции

 

 

Чувствительный  элемент (колебательное звено):

 

 ;       (2.1)

;        .

 

 

Сервомотор (астатическое звено):

 

 ;          (2.2)

;         .

 

Дозирующая  игла (усилительное звено):

 

;            (2.3)

;         .

 

Форсунка (усилительное звено):

 

;                 (2.4)

. 

 

 

Форсажная камера (усилительное звено):

 

;                 (2.5)

;         .

 

 

 

4. Уравнение движения  замкнутой системы

Напишем уравнение для сервомотора,  дозирующей иглы и форсунки как для сложного звена с входным параметром и выходным . Исключив из уравнений (2.2), (2.3), (2.4) промежуточные параметры и  , получим:

 

 ;

_;

 _;

   _{;     (4.1)}

 

Уравнение (4.1) является уравнением сложного звена

Решая систему уравнений (2.1), (2.5), (4.1), исключив промежуточные параметры и получив зависимость регулируемого параметра от управляющего и возмущающего воздействия, получим уравнение замкнутой системы:

 

  ;

   ;

  ;

 

  ;   (4.2)

 

Уравнение (4.2) является уравнением движения замкнутой системы регулирования при заданном внешнем воздействии.

 

Передаточные функции  замкнутой системы по управляющему и возмущающему воздействиям:

 

 

 

  ;

 

   ;

 

Уравнение свободного движения (4.3) получается при отсутствии внешнего воздействия на систему (   и ). В данном случае это означает, что правая часть уравнения (4.2) будет равна нулю.

 

;      (4.3)