2. Предварительный расчет лсу

   1. Предварительный расчет параметров лсу

Структурная схема системы представлена ниже (Рис. 2):

Рисунок 2 – Структурная схема системы регулирования

Обозначения, принятые на схеме:

• Р – дифференциатор;

• R – регулятор;

• EPS – серводвигатель;

• РВ – регулирующий вентиль;

• ОР – объект регулирования (топливная магистраль);

• Д – диафрагма;

• ∆P – датчик разности давлений;

• K - коренатор.

На основе структурной схемы была построена математическая модель системы регулирования (Рис. 3):

Рисунок 3 – Математическая модель системы регулирования

Передаточная функция разомкнутой системы W_p(s) в общем виде:

Передаточная функция замкнутой системы W_з(s) в общем виде:

Где .

Переведем параметры диафрагмы в систему СИ:

Выбор постоянных времени проводим с учетом того, что еще на этапе построения будем стремиться к хорошим показателям качества. Следовательно, постоянные времени должны быть маленькими. Проведя ряд экспериментов по варьированию постоянных времени, убеждаемся, что увеличение постоянной времени ОР Т₀ и уменьшение постоянных времени Т₄ и Т₆ ведет к увеличению критического коэффициента усиления. Большой коэффициент усиления позволит снизить ошибки в системе.

С учетом выбора постоянных времени запишем:

Для выбора элементной базы необходимо найти критический коэффициент усиления, при котором система находится на границе устойчивости.

По критерию Гурвица для устойчивости системы четвертого порядка требуется выполнение следующих условий:

• Все коэффициенты характеристического уравнения должны быть положительными.

• Должно быть справедливо неравенство , где коэффициенты при степенях характеристического полинома.

ХП замкнутой системы:

Решив неравенство, получим:

К < 204, К_кр = 204

Значение К большое, благодаря чему существует запас по усилению, и замкнутая система будет устойчива даже при сильных вариациях коэффициентов усиления. Следовательно, что выбранные постоянные времени нам подходят.

2. Выбор элементной базы

1. Топливная магистраль (ОР) – D80.

Диаметр прохода трубопровода - 80 мм.

2. ДКС – диафрагма камерная.

Диафрагмы камерные изготавливаются на условное давление 6 кгс/см² (0,6 МПа) и 100 кгс/см² (10 МПа). Изготавливаются для установки на фланцах. Данные диафрагмы выпускаются с впадиной под фланцы и с выступом под фланцы по ГОСТ 12815-80. Материал корпуса кольцевых камер и импульсных трубок - ст.20 ГОСТ 1050-88. Материал диска диафрагмы – ст.12Х17, ГОСТ 5632-72, температура до 400 °С. Диаметр условного прохода трубопровода – 80 мм.

3. Датчик разности давлений “Сигнал-И-Ех” 2434К.

Выходной сигнал датчиков давления “Сигнал-И-Ех” – 4-20 мА. Электрическое питание датчиков давления, датчиков разрежения и датчиков разности давлений осуществляется от источника постоянного тока напряжением: (24±0,48) В

Нагрузочное сопротивление для датчиков давления от 0,1 до 500 Ом. Верхний предел измерений 25 кПа. Нижний предел измерений равен 0.

4. Регулятор - Микропроцессорный регулятор МИК-12.

Выбор и конфигурирование структуры регулятора: 2-х позиционный, 3-х позиционный или П, ПИ, ПД, ПИД регулирование с импульсным или аналоговым выходом, ПИД-ШИМ регулирование. Входные аналоговые сигналы: 0-5мА (R_вх = 400 Ом), 0(4)-20 мА (R_вх = 100 Ом), 0-10В (R_вх = 25кОм). Выходной аналоговый сигнал: 0-5 мА (R_н <= 2кОм), 0-20 мА, 4-20 мА (R_н <= 500 Ом).

5. Серводвигатель Kolmorgen AKM5.

Максимальная скорость – 6000 об/мин

6000 об/мин = 100 об/сек

Т = 0,01 с

6. БГ 1.08.00-01 DN 80 Заслонка дроссельная газовая в комплекте с электроприводом.

Диаметр DN = 80 мм. Максимальное давление P_max = 6 кгс/см²

Таким образом, выбранные параметры занесены далее (Таблица 2)

Таблица 2

Позиция	Элементы системы	Передаточные функции	Параметры
000	Топливная магистраль (ОР)
001	Диафрагма (Д)
010	Датчик разности Давлений
015	Коренатор
040	Дифференциатор (P)
060	Серводвигатель (EPS)
070	Регулирующий орган (РВ)

Коэффициент усиления системы равен: