Устройство для моделирования топливорегулирующей аппаратуры газотурбинного двигателя Советский патент 1979 года по МПК G06G7/48 

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и предназначено для исследования динамических свойств нелинейных систем управления, например, гидравлического изодромного регулятора оборо тов газотурбинного двигателя. Устройства для моделирования потоков в гидравлических цепях известны, они снабжены дополнительными усилителями, блоком извлечения корня нелинейными элe 4eнтaми и резистором нагрузки. Недостатком такого устрой ства является невозможность моделирования взаимозависимых давлений l Известно также устройство для моделирования газотурбинного двигателя, содержащее блок задания режима, блок вычисления расхода топлива и блок задания начальных условий .2J. Основной недостаток такого устрой ства, заключается в том, что оно не обеспечивает моделирование взаимозависимых давлений, изменяющихся в переходных процессах по нелинейному закону. Цель изобретения - повышение точности моделирования. Для достижения цели в предлагаемое устройство введены блок нелинейности, инерционный блок и функциональный преобразователь, причем вход блока нелинейности подключен к выходу блока задания режима, а выход блока нелинейности через инерционный блок подключен ко вхрду блока задания начальных условий и входу функционального преобразователя, выход которого соединен с блоком вычисления расхода топлива и вторым входом блока нелинейности. На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для моделирования топливорегулирующей аппаратуры газотурбинного двигателя; на фиг. 2 представлена гидравлическая схема топливорегулирующей . аппаратуры газотурбинного .двигателя. Вход 1 блока нелинейности 2, моделирующего давление в маятниковой полости 3, подключен к выходу блока задания режима 4, задающего режим работы газотурбинного двигателя (см. фиг. 1, фиг. 2). Выход блрка Нелинейности 2 соединен через инерционный .блок 5, моделируюЩий перепад давлений на иэодроме б, подключен к блоку задания Начальных условий 7 и третьему функциональному преобразователю 5, модели

3 рУйздему управляющий расход дроссельного крана 9, выход которого связан с блоком вычисления расхода топлива 10 и со вторым входом блока нелинейности 2. Блок задания режима 4 содержит сумматор 11 сравнения заданных и фак Этических оборотов и усилитель 12. В блоке нелинейности 2 входной сигна подключен одновременно ко входу функ ционального блока нелинейности 13, моделирующего зависимость динамической составляющей давления в маятниковой поЯости 3, и ко входу функциоНсшьного блока 14, моделирующего зависимость статической составляющей давления в маятниковой полости 3. Вьжод функциона ьного блока 13 соединен с одним из входов множителя 15 второй I :од которого связан с выходом функционального преобразователя 8. Выходной сигнал множителя 15 и сигнал функционального блока 14 подключены ко -входам сумматора 16, выхо которого является выходом блока нелинейности 2. Сигнал с выхода блока нелинейности 2 подается на один из. BXOAoia сумматора 17 непосредственно а на другой вход через сумматор 18, к входам которого подключены две па.раллельные ветви: в первой ветви Установлены; последовательно преобразователь 19, формирующий сигнал ди намической составляющей давления в управляющей полости дроссельного кра на и размыкающий контакт 20 реле 21 а во второй ветви - переключающий контакт 22, реле 21 и параллельно установленные усилители 23 и 24, выходные сигналы которого имитируют статическую составляющую давления в управляющей полости дроссельного кра на. . .Выход сумматора 17 является выходом блока 5. В блоке задания начальных условий ;7, сигнал поступает на вход преобразователя 25, моделирующего перемещение поршня изодрома, далее на вход преобразователя 26, формирующего модуль сигнала преобраз.ователя 25 и управляющего обмотками реле 27 и 21. В функциональном преобразователе 3 «входной сигнал подключен к преобразователю 2fii, моделирующему расход топлива через изодром, и далее чеjEfea- размыкающий контакт 29 реле 21 -ко входу сумматора 30. Одновременно входной сигнал через Функциональный блок 31, моделирующий нелинейную зависимость расхода через дроссельный пакет, через переключающий контакт 32 реле 27 и параллельно уста новлёнНые усилители 33 и 34, моделирующие измейение производительности дроссельных пакетов, подключен ко второму аходу сумматора 30, выходной .сигнал которого моделирует управляю643911щий расход дроссельного крана и через преобразователь 5, моделирующий перемещение дозирующей иглы дроссельного крана, подключен ко входу функционального блока 36, выход которого (Gj) является сигналом, моделирующим расход топлива через двигатель . Маятниковая полость регулятора через жиклер 37 соединена с выходной полостью клапана постоянного давления (КПД) и через заслонку центробежного маятника 38 - с бустерной полостью Ёзегулятора (см. фиг. 2). Одновременно маятниковая полость через основной дроссельный пакет 39 и установленный параллельно ему изо-. дром 40 с дополнительным обводным дроссельным пакетом 41 большой производительности связана с управляющей полостью дроссельного крана 42. Изодром 40 имеет каналы для подключения дополнительного дроссельного пакета 41 параллельно основному пакету 39 при определенных перемещениях поршня изодрома. Давление (Р,) в маятниковой полости 3 зависит от положения 1 заслонки 38 блока задания режима 4 и от управляющего расхода (Qnp) дроссельного крана. Давление(Рг) за изодромной приставкой зависит от давления в мая никовой голости (PI) и от режима работы изодрома. - . Давления Р и PZ взаимозависимы и изменяются по нелинейным законам. Давление (от КПД) за лоршнем дроссельного крана является, постоянным. Устройство работает следующим образом. . . - В переходном режиме по сигналу датчика режима, систему выводят из положения равновесия, появляется сигнал рассогласования на выходе сумматора 11, на выходе сумматора 16 напряжение будет соответствовать величине давления в маятниковой полости 3. Это вызовет появление напряжения на выходе сумматора 18, эквивалентного давлению управляющего топлива, и на выходе сумматора 17, эквивалентного перепаду давлений на изодроме. Под действием этого сигнала ФоомирУется сигнал переключения уста- вок начальных условий работы: одна уставка соответствует подключению дополнительного дроссельного пакета, другая уставка соответствует положению поршня изодрома на упоре, или ЭТОМ происходит отключение динамической составляющей, формирующей давление у.правлякяцегр топлива дроссельного крана и изменение уставки начальных условий переключением контакта 32, а также отключается выходнрй сигнал преобразователя 28.

Одновременно под действием сигнала 6 формируется сигнал расхода через изодром (на выходе преобразователя 28) и сигнал расхода через дроссельный пакет (на выходах усилителей 33 и 34). Эти сигналы суммируются на сумматоре 30 и моделирует сигнал управляющего расхода дроссельного крана, который интегрируется преобразователем 35 и поступает, на -функциональный fioK 36, моделирующий расход топлива через двигатель.

По окончании переходного процесса фактические обороты будут равны заданным, и все параметры будут соответствовать значениям установившегося режима.

Таким образом предлагаемое устройство для моделирования топливорегулирующей аппаратуры позволяет повыси-ть качество.моделирования и расширить класс решаенйос моделью задач (моделировать взаимозависимые давления).

Формула изобретения Устройство для моделирования топливорегулирующей аппаратуры газотур-.

бинного двигателя, содержащее блок задания режима, блок вычисления расхода топлива и блок задания начальных условий, отличаю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, в неговведены блок нелинейности, инерционный блок и функциональный преобразователе, причем вход блока нелинейности подключен к выходу блока задания режима, а выход блока нелинейности через инерционный блок подключен ко входу блока задания начальных условий и рходу Функционального преобразователя, выход которого соединен с блоком вычисления расхода топлива и вторым

входом блока нелинейности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Авторское свидетельство СССР № 430399, кл. в06 С 7/57, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР 469979, кл. G 06 G 7/48, 1975.

Фиг.1

Л

От КПЦ

Фи&.2

Iff