Адаптивная система управления параллельно работающими дизельными установками Советский патент 1985 года по МПК G05B13/02 

Изобретение относится к автоматиуе и может быть использовано на бур вых. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является си стена, содержащая задатчик крутящег момента, блок ручного управления.и последовательно соединенные блок ис полнительных механизмов, блок дизел блок датчиков крутящего момента, блок преобразователей момент - ток, первый блок омматоров и блок регуляторов, выходы блока дизелей соеди нены с входами блока датчиков оборо той и через блок муфт сцепления с входами редуктора, а выход задатчика крутящего момента соединен с BTopLw входом первого блока суммато ров 11 . . Недостатком известной системы яв ляется существенная разность мощнос тей, отдаваемых каждым дизелем, что приводит к увеличению энергоемкости процесса управления и уменьшению моторесурсов, т.е. понижает энергоемкость и КПД. Это объясняется тем, что при зап ке дизелей и стабилизации оборотов не синхронизируется положение топливн реек дизелей, Цель изобретения - повышение 1П1Д и надежности системы путем увеличения моторесурсов ц зелей и снижения энергоемкости процесса управления. Поставленная цель достигается тем, что система содержит последовательно соединенные задатчик настройки, делитель, квадратор, усилитель и последовательно соединенные датчик оборотов нагрузки, второй блок сумматоров, блок реле с гистерезисом и блок ключей, вторые входы которого соединены с выходом блока ручного управления, третьи входы с выходами блока регуляторов, а выходы - с входами блока исполнительных механизмов, выход редуктора соединен с входом датчика оборотов нагрузки, выход задатчика крутящего момента соединен с вторЬм входом делителя, выход которого подключен к второму входу блока регуляторов, третьим входом соединенного с выходом усилителя,. На фиг, 1 представлена структурная схема предлагаемой адаптивной системы управления параллельно рабоЧ-акш дай дизел ьными установками; на ф(.г, 2 - регулятор, вариант реализации. Система содержит последовательно соединенные блок 1 датчиков крутящего момента (тензодатчики), блок 2 преобразователей момент ток, первый блок 3 сумматоров, блок 4 регуляторов, блок 5 ключей, блок 6 исполнительных механизмов и блок 7 дизелей, подключенные к выходам блока 7 дизелей. блок 8 датчиков оборотов.и последовательно соединенные блок 9 муфт сцепления, редуктор 10, датчик 11 оборотов нагрузки, второй блок 12 сумматоров, к вторым входам которого подключен блок 8 датчиков оборотов, и блок реле с гистерезисом ТЗ, подключенный к управляющим входам блока 5 . ключей, к другим входам которого подключен, блок 14 ручного управления, последовательно соединенные электрический задатчик 15 крутящего момента, вьгход которого также подклю- чен к блоку 3 сумматоров,и оптимизатор 16 параметров, содержащий последовательно соединенные задатчик 17 настройки, делитель 18, второй вход которого соединен с выходом задатчика 15, кпадратор 19 и усилитель 20, причем выходы усилителя 20 и делителя 18 соединены .с входами блока 4 регуляторов. Регулятор (фиг. 2) содер;шт множители 21 и 22, первые входы которых Соединены с выходами -соответствующего сумматора из блока 3, а вторые входы - соответственно с выходами делителя 18 и усилителя 20, последовательно соединенные интегратор 23 и сумматор 24, причем вход первого под1слючен к выходу множителя 22, вход второго - к множителю 2t, а выход сз мматора 24 является выходом регулятора. Система работает следуюпщм образом. Этап включения i-ro дизеля. Допустим, что работают (i-1) из имеющихся п в блоке 7 дизелей. С помощью ручного управления 144 исполнительным механизмом 6j блока 6 увеличиваются обороты дизеля 7; блока 7 дизелей. Сумматором 124 формируется сигнал рассогласования между сигналами с датчика оборотов 8 блока 8 датчиков оборотов и датчика 11 оборотов нагрузки, подключогного к редуктору 10, И только когда этот сигнал стано вится близок к нулю.или положителен то реле с гистерезисом 13 блока 13 реле с гистерезисом вырабатывает такой управляющий сигнал на ключ 5,блока 5, которьй отключает блок 14 от исполнительного механизма 6 блока 6 и соединяет с последним регулятор А- блока 4 регуляторов. Начинает ся автоматический режим работы, при котором сигнал, сформированный подключенным к дизелю 1 (i- 1, ..., п блока 7 дизелей датчиком 1 крутящего момента блока 1 датчиков крутящего момента, преобразуется в электричаский с помощью преобразователя момент - ток 2f блока 2. Сумматором 3 блока 3 сумматоров формируется сигнал рассогласования между сигналами с электрического задатчика 15 крутящего момента и преобразователя момент - ток 2 блока 2. С помощью этого сигнала, поступающего на вход регулятора блока 4 регуляторов, регулятором 4 формируется управляющий сигнал, реализующий линейный пи-закон управления. Сигналы, определяющие весовые коэффициенты при пропорциональной К и интегральной К составляющих ПИ-закона, форми руются одинаковыми для всех регуляторов с помощью оптимизатора 16 параметров, состоящего из блоков 17 20, на основе сигнала g, поступающего с выходца электрического задатчика 15 крутящего момента,по формуле где oi- , .j, - настроечные коэффициенты. Сигнал с регулятора 4 поступает на вход ключа 5 блока 5 ключей, вырабатьтающего сигнал, идущий на вход исполнительного механизма 6j блока б. Сформированный исполнительным механизмом б;, блока- 6 сигнал, последовательно преобразуясь дизелем 7i блока 7 дизелей, муфтол 9, сцепления блока 9 муфт сцепления и редуктором 10, является выходным сигналом системы. В зависимости от отдаваемой мощности меняется передаточная функция дизеля. При постоянстве оборотов отдаваемая мощность пропорциональна заданию g на крутящий момент. Поэтому для компенсации изменения параметров передаточной функции дизелей предусмотрено изменение (1) весовых коэффициентов ПИ-регулирования в зависимости от g. Формула (1) вьшедена на основании критерия максимальной степени устойчивости в предположении, что поведение дизеля достаточно хорошо аппроксимируется передаточной функцией вида (Т. + 1Р где К и Т увеличиваются по мере роста g. Таким образом, в предлагаемой истеме исключаются колебания мощости в значительных пределах, отдааемой каждым дизелем в отдельноси и, как ел еде т.вие этого, увеличиаются моторесурсы дизелей. А так ак режим их функционирования близок номинальному, наиболее экономичo Jy в смысле потребления энергии, еобходимой для функционирования сей системы в целом, то изобретеие обеспечивает малуй энергоемсость процесса управления.

АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ИАРАЛЛЕЛОЫЮ РАБОТАЮЩИМИ ДИЗЕЛЬНЫМИ УСТАНОВКАМИ, содержащая задатчик крутящегр момента, блок ручного управления и последовательно соединенные блок исполнительных меха:низмов, блок дизелей, блок датчиков крутящего момента, блок преобразователей момент - ток, первьй блок сумматоров и блок регуляторов, выходы блока дизелей соединены с входами блока датчиков оборотов и через блок муфт сцепления с входами редуктора, а выход задатчпка крутящего момента соединен с вторым входом первого блока сумматоров, о т л и ч а ю щ а; я с я тем, что,с целью повышения надежности и коэффициента полезного действия системы путем повышения моторесурса дизелей и снижения знергоемкости процесса управления, она содержит последовательно соединенные задатчик настройки, делитель, квадратор, усилитель и последовательно соединенные датчик оборотов нагрузки, второй блок сумматоров, блок реле с гистерезисом и блок ключей, вторые входы которого соединены с выходом блока ручного упсл равления, третьи входы - с выходами блока регуляторов, а выходы - с вхоCZ дами блока иcпdлнитeJtьныx механизмов, выход редуктора соединен с входом датчика оборотов нагрузки, выход за-. датчика крутящего момента соединен с вторым входом делитеЗш, выход которого подключен к второму входу блоел ка регуляторов, третьим входом соеди ненного с выходом усилителя.. ел Ю САЭ