Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет)»

Факультет двигателей летательных аппаратов

Кафедра АСЭУ

Расчетно-пояснительная записка

к курсовой работе:

«Исследование динамических характеристик системы автоматического регулирования частоты вращения ГТД»

Вариант 11-5-2

Выполнил: студент группы 2302

Чернов Н.С.

Проверил: преподаватель

Крючков А.Н.

Самара 2013

Реферат

Курсовая работа.

Пояснительная записка: 20 стр. , 7 рис. , 2 источника.

Сар, чуствительный элемент, структурная схема, функция передаточная, устойчивость сар, критерий найквиста, критерий рауса-гурвица, качество регулирования.

В данной курсовой работе рассмотрена система автоматического регулирования давления газа в емкости, выведено уравнение центробежного чувствительного элемента, построена структурная схема, определена передаточная функция САР, проведён анализ устойчивости и оценено качество регулирования САР.

Задание

Рис.1 Принципиальная схема САР давления газа в емкости

- давление в емкости (РП);

- расход газа в емкости (РФ);

- перемещение золотника дроссельного крана (ВВ);

- изменение настройки регулятора (УВ);

При выводе уравнений САР предполагается: силы сухого трения в элементах регулятора пренебрежимо малы; режим истечения газа через жиклер в клапане и дросселе чувствительного элемента сверхкритический; движение газа в жиклере на входе в сильфон ламинарное; процесс дросселирования газа через дросселирующий клапан адиабатический, соответствующий сверхкритическому истечению.

Уравнения звеньев САР:

- объект регулирования;

- чувствительный элемент;

- исполнительный клапан.

Исходные данные для расчёта

k1	k2	k3	k4	k5	T1	T2		
1	0,8	-	1	1,2	3	0,2	0,08	0,25

D-разбиение – k₃;

Воздействие – ;

Критерии устойчивости – Р - Г; Н.

Содержание

Реферат 2

Задание 3

Введение 5

2. Вывод дифференциального уравнения 6

3. Построение структурной схемы и определение передаточных функций САР 8

4.Анализ устойчивости САР 11

4.1 D-разбиение 11

4.2 Критерий устойчивости Рауса-Гурвица 13

4.3 Критерий устойчивости Найквиста 13

5.Оценка качества регулирования САР 14

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 19

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 20

Введение

К системам автоматического регулирования (САР) авиационных двигателей предъявляются весьма жёсткие требования по статическим и динамическим характеристикам, поэтому важен выбор параметров САР, обеспечивающих заданные характеристики, и анализ влияния отдельных параметров на динамические свойства САР.

1. Назначение и принцип действия САР

САР состоит из объекта регулирования – емкости и газового регулятора непрямого действия (рис.1).

При уменьшении площади дроссельного крана давление в емкости увеличивается, что приводит к расширению сильфона и прикрытию дросселя чувствительного элемента. Давление в пружинной полости возрастает, и клапан , переместившись вниз, уменьшает расход газа в емкости и давление восстановится.

2. Вывод дифференциального уравнения

При выводе уравнений САР предполагается: силы сухого трения в элементах регулятора пренебрежимо малы; режим истечения газа через жиклер в клапане и дросселе чувствительного элемента сверхкритический; движение газа в жиклере на входе в сильфон ламинарное; процесс дросселирования газа через дросселирующий клапан адиабатический, соответствующий сверхкритическому истечению.

При выводе уравнения чувствительного элемента предполагается, что инерционные силы центробежных грузиков малы, трение в подвижных элементах отсутствует, отклонение центра тяжести грузиков от оси вращения при изменении частоты вращения пренебрежимо мало. С учетом принятых допущений уравнение баланса сил, действующих на шток 3 чувствительного элемента, запишется в виде

где - осевая составляющая центробежных сил грузиков;

- сила противодействия пружины; - приведенная к центру тяжести масса грузиков; - расстояние центра тяжести грузиков от оси вращения; - угловая частота вращения; - коэффициент приведения центробежной силы грузиков к ее осевой составляющей; - жесткость пружины 4; - координата штока 3; - коэффициент, связывающий угол поворота с перемещением основания пружины 4.

Рассматривая малые отклонения параметров относительно установившихся значений, можно записать

(1)

или

где

; ;

- приращение осевой составляющей центробежных сил;

- приращение силы поджатия пружины 4. После подстановки выражений для и уравнение (1) имеет вид

Переходя в последнем уравнении к безразмерным параметрам с учетом , можно получить уравнение чувствительного элемента

Где ; ;

- коэффициент усиления по регулируемому параметру;

-коэффициент усиления по управляющему воздействию