Адаптивная система управления параллельно работающими дизельными установками

 

АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ИАРАЛЛЕЛОЫЮ РАБОТАЮЩИМИ ДИЗЕЛЬНЫМИ УСТАНОВКАМИ, содержащая задатчик крутящегр момента, блок ручного управления и последовательно соединенные блок исполнительных меха:низмов , блок дизелей, блок датчиков крутящего момента, блок преобразователей момент - ток, первьй блок сумматоров и блок регуляторов, выходы блока дизелей соединены с входами блока датчиков оборотов и через блок муфт сцепления с входами редуктора, а выход задатчпка крутящего момента соединен с вторым входом первого блока сумматоров, о т л и ч а ю щ а; я с я тем, что,с целью повышения надежности и коэффициента полезного действия системы путем повышения моторесурса дизелей и снижения знергоемкости процесса управления, она содержит последовательно соединенные задатчик настройки, делитель, квадратор, усилитель и последовательно соединенные датчик оборотов нагрузки, второй блок сумматоров, блок реле с гистерезисом и блок ключей, вторые входы которого соединены с выходом блока ручного упсл равления, третьи входы - с выходами блока регуляторов, а выходы - с вхоCZ дами блока иcпdлнитeJtьныx механизмов, выход редуктора соединен с входом датчика оборотов нагрузки, выход за-. датчика крутящего момента соединен с вторым входом делитеЗш, выход которого подключен к второму входу блоел ка регуляторов, третьим входом соеди ненного с выходом усилителя.. ел Ю САЭ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„, 1157523

4(5ц G 05 В 13 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДА СТ ЕНН Й HOMHTET OCCAM

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИЙ (21) 3710733/ 24-24 (22) 20,03,84 (46) 23.05.85. Бюл. N- 19 (72) Б.Мурадов, Ф.Г. Харахашьян, B.À. Лобанов, А.M. Шубладзе, А.Г. Уланов и А.Г..Шмакин (71) Ордена Ленина институт проблем управления.и Производственное объединение по бурению "Туркменсевбургаэ" (53) 62-50(088„8) (56) 1. Алексеевский Г.В. Буровые установки Уралмашэавода. И,, "Недра", 1974, с. 10-20 (прототип). (54) (57) АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНО РАБОТАК61ИМИ ДИЗЕЛЬНЫИИ УСТАНОВКАМИ, содержащая задат. чик крутящего момента, блок ручного управления и последовательно соединенные блок исполнительных механизмов; .блок дизелей, блок датчиков крутящего момента, блок преобразователей момент — ток, первый блок сумматоров и блок регуляторов, выходы блока дизелей соединены с входами блока датчиков оборотов и через блок муфт сцепления с входами редуктора, а выход задатчпка крутящего момента со" единен с вторым входом первого блока сумматоров, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и коэффициента полезного действия системы путем повышения моторесурса дизелей и снижения энергоемкости процесса управления, она содержит последовательно соединенные эадатчик настройки, делитель, квадратор, усилитель и последовательно соединенные датчик оборотов нагрузки, второй блок сумматоров, блок реле с гистерезисом и блок ключей, вторые входы которого соединены с выходом блока ручного управления, третьи входы — с выходами блока регуляторов, а выходы — с входами блока испблнительных механизмов, выход редуктора соединен с входом датчика оборотов нагрузки, выход эа-. датчика крутящего момента соединен с вторым входом делителя, выход которого подключен к второму входу блока регуляторов, третьим входом соединенного с выходом усилителя..

1 157

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано на буровых, Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является система, содержащая задатчик крутящего момента, блок ручного управления и последовательно соединенные блок исполнительных механизмов, блок дизелей, блок датчиков крутящего момента, !0 блок преобразователей момент — так, первый блок сумматоров и блок регуляторов, выходы блока дизелей соединены с входами блока датчиков оборотов и через блок муфт сцепления t5 с входами редуктора, а выход задатчика крутящего момента соединен с вторым входом первого блока сумматоров «!) .

Недостатком известной системы мв- 0 ляется существенная разность мощностей, отдаваемых каждым дизелем. чта приводит к увеличению энергоемкости процесса управления и уменьшению моторесурсов, т.е. понижает энерго- ZS емкость и КПД.

Это объясняется тем, что при запуске дизелей и стабилизации оборотов не синхронизируется положение топливных реек дизелей.

Цель изобретения — повыщение КПД и надежности системы путем увеличения моторесурсов дизелей и снижения энергоемкости процесса управления.

Поставленная цель достигается

35 тем, что система содержит последовательно соединенные задатчик настройки, целитель, квадратор, усилитель и последовательно соединенные датчик оборотов нагрузки, второй блок сумматоров, блок реле с гистерезнсом и блок ключей, вторые входы которого соединены с выходом блока ручного управления, третьи входы— с выходами блока регуляторов, а выходы — с входами блока исполнительных механизмов, выход редуктора соединен с входом датчика оборотов нагрузки, выход эадатчика крутящего момента соединен с вторым входом делителя, выход которога подключен к второму входу блока регуляторов, третьим входам соединенного с выходам усилителя, На фиг. } представлена структур- 55 ная схема предлагаемой адаптивной системы управления параллельно работающими дизельными установками„ на

523 2 фиг, 2 †. регулятор, вариант реализации.

Система содержит последовательно соединенные блок 1 датчиков крутящего момента (тензодатчики), блок 2 преобразователей момент— ток, первый блок 3 сумматоров, блок 4 регуляторов, блок 5 ключей, блок 6 исполнительных механизмов и блок 7 дизелей, подключенные к выходам блока 7 дизелей . блок 8 датчиков оборотов.и последовательно соединенные блок 9 муфт сцепления, редуктор 10, датчик 11 оборотов нагрузки, второй блок 12 сумматоров, к вторым входам которого подключен блок 8 датч:.ков оборотов, и блок реле с гистерезисом 13, подключенкый к управляющим входам блока 5 ключей, к другим входам которого . одключен, блок 14 ручного управления, последовательно соединенные электрический задатчик 15 крутящего момента, выход которого также подключен к блоку 3 сумматоров, и оптимизатор 16 параметров, содержащ п последовательно соединенные задатчик

17 настройки, делитель !8, второй вход которого соединен с выходом эадатчика 15, кнадратар 19 и усилитель 20, причем выходы усилителя 20 и делителя 18 соединены с входами блока 4 регуляторов.

Регулятор (фиг. 2) содержит множители 21 и 22, первые входы которых соединены с выходами -соответствующего сумматора из блока 3, а вторые входы — соответственно с выходами делителя 18 и усилителя 20, последовательно соединенные интегратор 23 и сумматор 24, причем вход первого подключен к выходу множителя 22, вход второго — к множителю 21, а выход сумматора 24 является выходом регулятора. !

Система работает следующим образом.

Этап включения 1-га дизеля. Допустим, что работают (i-1) из имеющихся и в блоке 7 дизелей. С.помощью ручного управления 14 исполнительным механизмом 6 блока 6 увеличиваются обороты дизеля. 7; блока 7 дизелей. Сумматором 12, формируется сигнал рассогласования между сигналами с датчика оборотов 8 блока 8 датчиков 06ороТ0В и датчика 11 оборотов нагрузки, подключенного к редуктору

Р

К

» г ю

К гг где о -, P — настроечные коэффициенты.

Сигнал с регулятора А; поступает на вход ключа 5„ блока 5 ключей, вы10. И только когда этот сигнал становится близок к нулю или положителен, то реле с гистерезисом 13„ блока 13 реле с гистерезисом вырабатывает такой управляющий сигнал на ключ 5„ блока 5, который отключает блок 1 ц от исполнительного механизма бг блока 6 и соединяет с последним регулятор 4 блока 4 регуляторов. Начинает1 ся автоматический режим работы, при 10 котором сигнал, сформированный подключенным к дизелю 7 (i = 1, ..., n) блока 7 дизелей датчиком 1„ крутящего момента блока 1 датчиков крутящего момента, преобразуется в электри- 15 ческы1 с помощью преобразователя момент — ток 2; блока 2. Сумматором 3„ блока 3 сумматоров формируется сигнал рассогласования между сигналами с электрического задатчика 70

15 крутящего момента и преобразователя момент — ток.2„ блока 2. С помощью этого сигнала, поступающего на вход регулятора 4„ блока 4 регуляторов, регулятором 4q формируется Z5 управляющий сигнал, реализующий линейный ПИ-закон управления. Сигналы, определяющие весовые коэффициенты при пропорциональной К„ и интегральной К„ составляющих ПИ-закона, форми-gg руются одинаковыми для всех регуляторов с помощью оптимизатора 16 параметров, состоящего из блоков 1720, на основе сигнала g, поступающего с выхода электрического задат 35 чика 15 крутящего. момента,по формуле

523 4 рабатывающего сигнал, идущий на вход исполнительного механизма 6, блока 6.

Сформированный исполнительным механизмом 6; блока 6 сигнал, последовательно преобразуясь дизелем 7, блока ? дизелей, муфто.г 9„ сцепления блока 9 муфт сцепления и редуктором

10 является выходным сигналом системы.

В зависимости от отдаваемой мощности меняется передаточная функция дизеля. При постоянстве оборотов отдаваемая мощность пропорциональна заданию g на крутящий момент. Поэтому для компенсации изменения параметров передаточной функции дизелей предусмотрено изменение (1) весовых коэффициентов ПИ-регулирования в зависимости от g. Формула (1) выведена на основании критерия максимальной степени устойчивости в предположении, что поведение дизеля достаточно хорошо аппроксимируется передаточной функцией вида

"(И- 7 — гр. P где К и Т увеличиваются по мере роста g, I

Таким образом, в предлагаемой системе исключаются колебания мощности в значительных пределах, отдаваемой каждым дизелем в отдельности и, как следствие этого, увеличиваются моторесурсы дизелей. А так как режим их функционирования близок к номинальному, наиболее экономичному в смысле потребления энергии, необходимой для функционирования всей системы в целом, то изобретение обеспечивает малуггг энергоемкость процесса управления.

1157523

Составитель А. Лещев

Редактор Н. Лазаренко Техред M.Ïàðîöàé Корректор Е. Сирохман

Заказ 3369/46 Тираж 863 Подписное

ВНЮШИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и .открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.. Ужгород, ул, Проектная, 4

Адаптивная система управления параллельно работающими дизельными установками Адаптивная система управления параллельно работающими дизельными установками Адаптивная система управления параллельно работающими дизельными установками Адаптивная система управления параллельно работающими дизельными установками 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системам автоматического управления динамическими объектами широкого класса с неизвестными переменными параметрами и неконтролируемыми возмущениями

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано для линейных динамических объектов управления с постоянными или медленно меняющимися параметрами

Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию и может быть использовано при построении систем управления циклическими объектами с запаздыванием

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах управления различными инерционными объектами, например, поворотными платформами, промышленными роботами, летательными аппаратами

Изобретение относится к области автоматического регулирования

Изобретение относится к области автоматического управления и регулирования и может быть использовано для построения систем управления техническими объектами, содержащими значительные запаздывания в каналах управления и подверженными влиянию неконтролируемых возмущений и изменяющихся по произвольному закону задающих воздействий
Наверх