Введение
Развитие авиационного приборостроения неразрывно связано с созданием летательных аппаратов новых типов, обладающих большой скоростью и дальностью полёта и требующих всё более высокого уровня автоматизации процессов управления полётом.
Сочетание ручного управления с автоматическим и развитие последнего потребовало от конструкторов авиационных приборов создания наряду с визуальными приборами, показания которых используются человеком, множества датчиков, сигналы которых непосредственно воздействуют, минуя человека, на последующие звенья систем автоматического управления.
Важными параметрами газотурбинного двигателя (ГТД) являются температура газа за турбиной Т4* и частота вращения ротора n. Эти параметры не только значительно влияют на эффективность силовой установки, но и во многом определяют надежность ее работы. Поэтому необходимость выдерживания точного значения этих параметров имеет большое значение.
Для автоматического поддержания заданных параметров при неизменном положении РУД или изменения их по желаемому закону в зависимости от условий полета и режимов работы используются системы автоматического регулирования (САР) ГТД.
Основными требованиями, предъявляемыми к САР ГТД, являются:
-
высокая статическая точность, необходимая для точного поддержания заданной величины =(0,3…0,5) %;
-
высокое быстродействие, обеспечивающее быструю реакцию на управление tp = (2…3) c;
-
монотонные или близкие к ним переходные процессы, обеспечивающие регулирование без забросов м = (2…4) % и с минимальным временем регулирования.
Эти противоречивые и жесткие требования не могут быть решены простыми методами, поэтому возникает задача проектирования сложных, многофункциональных САР ГТД.
Очевидно, что при построении САР ГТД инерционность датчика температуры должна быть скорректирована так, чтобы измерители параметров были безинерционными.
Известны САР ГТД воздействующие на один регулирующий фактор - расход топлива в камере сгорания ГТД, содержащие измерители входных параметров, элементы сравнения и исполнительный механизм, причем сигнал с регулятора температуры газа непосредственно действует на настройку регулятора частоты вращения ротора ГТД.
Недостатком такой схемы является уменьшение запасов устойчивости, уменьшение допустимых коэффициентов усиления в канале управления, ухудшение статической и динамической точности регуляторов при совместной работе каналов.
Для устранения отрицательного влияния взаимодействия регуляторов на характеристики САР с одним регулирующим фактором применяют системы, которые помимо каналов управления и регулирования содержат еще и селектор, позволяющий исключить зону совместной работы регуляторов и тем самым улучшить характеристики системы в целом.
Связь между каналами регулирования обусловлена рядом причин. Во-первых, взаимосвязаны все параметры, характеризующие рабочий процесс в двигателе. Поэтому, даже при независимом регулировании, когда число регулирующих факторов и регулируемых параметров одинаково и в регуляторах не содержится специально вводимых связей между каналами управления, в процессе регулирования происходит взаимодействие регуляторов. Другой причиной взаимодействия является наличие связей между каналами управления внутри регулятора. Они появляются в применяемых на практике регуляторах, когда один регулирующий фактор используется для управления несколькими регулируемыми параметрами. И, наконец, в регулятор могут вводиться дополнительные каналы взаимосвязи с целью получения требуемых характеристик регулирования на установившихся и переходных режимах работы двигателя. Взаимодействие зависит от принятых программ регулирования, структуры и характеристик регуляторов, схемы и динамических свойств двигателя и может оказывать влияние на такие важные показатели работы системы, как точность регулирования на установившихся и переходных режимах, устойчивость и качество процессов регулирования. Поэтому целью дипломного проекта является обеспечение заданной динамической точности с учетом режима характеристик селектирования.