Система автоматического регулирования давления в газодинамической установке Советский патент 1978 года по МПК G05D16/20 G05B11/32 

(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЙ УСТАНОВКЕ мере и датчиком температуры в камере высокого давления, выход соединен через блок извлечения квадратного корня со вторым блоком деления, входы которого соединецы с блоком задания площади среза сопла и блоком вычислеь}ия газодинамической функции давления, выход - через датчик давления камеры высокого давления соединен с третьим блоком деления, входы которого соединены с блоком задания газодинамической функции давления и блоком задания числа Маха, а выход - с первым блоком контроля давления. Математически сигнал коррекции выражает ся зависимостью; (Яг) F к-Р ,)-к 1 - коэффициент передачи рабочей камеры;Рл-давление газа в камере высокого давления;Q Y-температура газа в камере высокого давления; Q - температура газа в рабочей камере; М - число Маха; . Р - регулируемое давление в рабочей камере;-газодинамическая функция н ЯЮ () входе в рабочую камеру; а(Д. г (f л газодинамическая функция 9 2J- Н-.)на срезе сопла - F среза На чертеже изображена принципиальная с.хема предлагаемой системы автоматического регулирования. Система содержит камеру 1 высокого давления,соединенную с рабочей камерой 2 через регулирующий орган 3. На выходе рабочей камеры расположено сопло 4 со срезом 5, Первый блок 6 контроля давления ..с датчиком 7 давления газа в рабочей ка.мере и задатчиком 8 регулируемого давления через э.темент 9 сравнения соединен с блоком 10 управления регулирующего органа. Второй блок 11 контроля давления с датчиком 12 давления газа в камере 1 высокого давления, с задатчиком 8, собранный на базе решающего усилителя 13, соединен с блоком 14 вычисления газодина.мической функции на входе рабочей камеры. Узел 15 коррекции давления содержит датчик 16 температуры газа в камере высокого давления, блок 17 задания температуры газа в рабочей камере и первый блок 18 деления, выполненный на базе операционного усилителя, соединенный с блоком 1Э извлечения квадратного корня, выход которого соединен с переменным резистором 20 прямой цегги второго блока 21 деления,выполненного на базе операционного усилителя, а подвижный контакт резистора 20 механически связан с сервоприводом 22 блока вычисления газодинамической функции. Блок 23 задания площади среза сопла включен в обратнхю цепь блока 21 деления, выход которого через датчик 24 давления в камере высокого давления соединен с третьим блоком 25 л ления выполненным на базе решающего усилителя, в обратной цепи которого включен блок 26 задания газодинамической функции на срезе сопла, который связан с блоком 27 задания числа Маха. Выход третьего блока 25 .деления подключен к цепи питания первого блока 6 контроля давления. Работает система следующим образом. До запуска системы на установке закрепляется необходимое для работы сопло 4, площадь среза которого выставляется задатчиком 23. Задатчиком 26 устанавливается значение |-азодинамической функции ((Aj) на срезе сопла, связанной с числом Маха, известным для эксперимента. На задатчиках 8 первого и второго блоков 6 и 11 контроля устанавливается значение регулируемого давления в рабочей камере 2. После запуска системы электрические сигналы с датчика давления 7 и задатчика 8 поступают на элемент 9 сравнения, откуда сигнаоТ рассогласования подается на блок 10 управления, изменяющий положение регулирующего органа 3. При это.м газ из камеры высокого давления поступает в рабочую камеру 2 и далее через сопло 4 на выход. Колебания коэффициента передачи рабочей камеры, вызванные изменениями давления и температуры в камере 1 высокого давления и в рабочей камере, а также площади среза 5 сопла 4, компенсируются сигнало.м, который формируется во втором блоке 11 контроля и узле 15 коррекции. При это.м датчик 12 дав,ления и задатчик 8 решающим усилителем 13 формируют сигнал отношения -5- , подаваемый на вход блока 14 вычисления газодина.мической функции с(Я),,сервопривод 22 которого перемещает контакт переменного резистора 20. Электрический сигнал с первого блока де-, ления, содержащего датчик 16 температуры газа в камере высокого давления, блок 17 задания температуры газа в рабочей камере и блок 18 деления, характеризуется отношение.м и подается на блок 19 извлечения квадратного корня. С выхода блока 19 поступает сигнал, пропорциональный-,- который умножается на величину -ff, полученную на выходе второго блока деления, содержащего блок 23 задания площади среза сопла, переменный резистор 20 и блок 21 деления. Далее сигнал компенсации умножается на величину , фор.мируемую датчиком 24 давления в камере высокого давления, блоком задания газодинамической функции -(,Л;21на срезе сопла, блоком 25 деления. С выхода узла 15 коррекции сигнал компенсации поступает в цепь питания первого блока 6 контроля давления. При этом устраняются колебания коэффициента передачи рабочей камеры, возникающие при из.менении газодинамических параметров потока и изменении проходных сечений на в.ходе и вы-ходе установки. Использование блока компенсации позволяет в 2-3 раза увеличить диапазон устойчивой работы системы автоматического регулирования давления в условиях пере.менной плотности газового потока (R I..IO), приобрести дополнительные ценные свойства инвариантности по отношению к вариациям температуры газа и получить опти.мальный вид