Устройство регулирования мощности судовой дизельной установки

 

Изобретение относится к судостроению и может быть использовано в системах регулирования двигателей внутреннего сгорания, в том числе в комбинированных судовых энергетических установках, состоящих из основной дизельной и вспомогательной ветроэнергетической установок. Целью изобретения является повышение точности и быстродействия работы устройства. В устройство, содержащее датчик 2 скорости судна, датчик 1 расхода топлива, осредняющие фильтры 3, 4, блок 15 деления, элемент 17 сравнения, блок и орган задания изменения режима работы дизеля, введены первый 7 и второй 8 блок выработки приращений измеряемых параметров - скорости судна и расхода топлива, а также блок 19 ограниченний и запретов с соответствующими связями. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

°

I»

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4632174/27-11 (22) 31.10.88 (46) 23.10.90. Бюл, hh 39 (71) Одесское высшее инженерное морское училище им. Ленинского комсомола (72) М.В,Миюсов, С.А.Михайлов и А.Ю.Карпилов . (53) 629.12.03-52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1257264, кл. F 02 D 39/00; В 63 Н 21/14, 1986. (54) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ

МОЩНОСТИ СУДОВОЙ ДИЗЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ (57) Изобретение относится к судостроению и может быть использовано в системах рва.. Ы 1601025 А1

ro, элемент 17 сравнения, блок 18 задания, . блок 19 запретов и ограничений, включаю- 30

40

55

Изобретение относится к судостроению и может быть использовано в системах регулирования двигателей внутреннего croра;;ия, в том числе в комбинированных судовых энергетических установках, состо.ящих из основной дизельной и вспомогательной ветроэнергетической установок.

Целью изобретения является повышение точности и быстродействия работы устройства..

На чертеже представлена. блок-схема устройства регулирования мощности судовой дизельной установки, Устройство содержит датчик 1 расхода топлива {судовой расходомер), датчик 2 скорости судна (судовой лаг), осредняющие фильтры 3 и 4, генератор 5 импульсов, блок . 6 выработки приращений изменения расхода топлива и блок 7. выработки приращений изменения скорости судна, блок 6 включает в себя первый регистр 8, цифроаналоговый преобразователь 9, схему 10 выборки и хранения и аналоговый сумматор 11, а блок 7 выработки приращений изменения скорости судна включает в себя. второй регистр

12, третий регистр 13 и цифровой сумматор.14. Устройство содержит также блок 15 деления, блок 16 определения знака частнощий в себя блок 20 опорных напряжений блок 21 ограничений, генератор 22 тактовых импульсов и двоичный счетчик 23, Кроме того, на выходе устройства установлен орган 24 задания регулятора мощности дизельной установки.

Устройство работает следующим обра. зом.

При заданном режиме работы дизельной установки датчик 1 измеряет текущее значение расхода топлива, а датчик 2 — скоростисудна. Измеренные значения расхода топлива и скорости судна осредняются в фильтрзхЗ и 4. Отсчеты осредненных значений производятся дискретно с квантованием, определяемым генератором. 5 импульсов. Период импульсов генератора 5 превышает время переходного процесса судна по скорости и равен 2-5 мин.

Изменение расхода топлива и скорости судна за этот период определяется блоками

6 и 7 выработки приращений. В первом регистре 8 блока 6 запоминается код текущего значения расхода топлива. С выхода цифроаналогового преобразователя 9 напряжение, соответствующее этому текущему значению, подается на один вход аналогового сумматора 11, на другой вход которого подается напряжение с выхода схемы 10

20 выборки и хранения, соответствующее предыдущему значению расхода топлива.

На выходе аналогового сумматора таким образом формируется величина приращения расхода топлива за период квантования, подаваемая на один вход блока 15 деления, а также в блок 21 ограничений.

Во втором регистре 12 блока 7 выработз ки приращений скорости судна запоминается код текущего значения скорости судна, а в третьем регистре 13 — код предыдущего значения. Эти коды сравниваются в цифровом сумматоре 14, на выходе которого формируется код величины приращения скорости судна за период квантования, подаваемый на второй вход блока 15 деления.

В блоке 15 осуществляется деление аналогового напрряжения на цифровой двоичный код, что позволяет упростить его, схемное решение при заданной точности вычислений, равной 0,1%. На блок 16 определения знака частного из цифрового сумматора 14 приходит информация о знаке величины Л V, в зависимости от знака блок

16 пропускает сигнал Л6! ЬЧ с выхода бло- . ка 15 деления с коэффициентом передачи К=

= I, либо К = - l. Величина частного от деления с выхода блока 15 через блок 16 определения знака частного подается на один вход элемента 17 сравнения, на другой вход которого подается сигнал от блока 18 задания.

Величина их рассогласования через блок 19 запретов и ограничении подается на орган

24 задания режимов работы дизельной установки.

Таким образом, схема формирует закон регулирования вида

U = С- Ь6/ЛК где U — сигнал управления;

С вЂ” постоянная;

ЛG — приращение расхода топлива;

ЛV — приращение скорости судна.

Постоянная С зависит от требуемой средней скорости судна, от района плавания судна и времени года и задается в блоке

18 задания.

B блоке 19 запретов и ограничений осуществляется защита дизельной установки от ее вывода за предельные и аварийные режимы. В блоке 20 опорных напряжений формируются предельные значения по тепловой перегрузке, частоте вращения вала и величине минимальной нагрузки дизельной установки.

Блок 21 ограничений, в зависимости от величины и знака параметров Л V и hG, определяет направление счета и количество

1601025

Составитель Е,Игнатьев

Редактор Н.Лазаренко Техред M,Моргентал Корректор С.Шекмар

Заказ 3241 Тираж 361 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгооод, уп.Гагарина, 101 импульсов, которые поступают на суммирующий или вычитающий входы двоичного счетчика 23 от генератора 22 тактовых импульсов, Происходящее при этом изменение цифрового кода на выходе двоичного 5 счетчика 23 определяет работу органа 24 задания на выходе устройства.

Таким образом, устройство периодически измеряет текущее значение скорости V судна и расхода топлива G, при этом вычис- 10 ляет их изменения — приращения за период квантования Л V и Л G, формирует оптимальный закон регулирования U = С вЂ” ЛG/Ë V. и обеспечивает работу дизельной установки в оптимальном режиме с заданной точностью 15

U < E. При режиме работы в окрестности точки оптимума обеспечивается стабилизация управляющего воздействия, при изменении внешних условий и соответствующем изменении величины Л6 выполняются последова- 20 тельные знакоопределенные поисковые шаги в сторону новой точки оптимума. При достижении одного из предельных ограничений (тепловая перегрузка, предельная частота вращения и минимальная нагрузка 25 дизельной установки) обеспечивается стабилизация режима у данной рабочей точки. м

Формула изобретения

Устройство регулирования мощности 30 судовой дизельнсй .установки, содержащее датчик скорости судна и датчик расхода топлива, первый и второй осредняющие фильтры, блок деления, элемент сравнения, блок и орган задания изменения режима работы 35 дизеля, причем выход датчика расхода топлива соединен с первым осредняющим фильтром, а выход датчика скорости судна соединен с вторым осредняющим фильтром, при этом первый вход элемента срав- 40 нения соединен с выходом блока задания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия работы устройства, оно снабжено первым и вторым блоками выработки 45 . приращений измеряемых величин расхода топлива и скорости судна, блоком запретов и ограничений, генератором импульсов и блоком определения знака частного, при

50 этом первый блок выработки приращений расхода топлива включает в себя первый регистр, цифроаналоговый преобразователь, схему выборки и хранения, аналоговый сумматор, причем вход первого регистра соединен с выходом первого осредняющего фильтра, а выход через цифроаналоговый преобразователь соединен со схемой выборки и хранения и с одним входом аналогового сумматора, второй вход ко торого соединен с выходом схемы выборки и хранения, а выход соединен с первым входом блока деления, при этом второй блок выработки приращений скорости судна включает в себя второй и третий регистры и цифровой сумматор, причем вход второго регистра соединен с выходом второго осредняющего фильтра, а выход соединен с входом третьего регистра и одним входом цифрового сумматора, другой вход которого соединен с выходом третьего регистра, при этом первый выход цифрового сумматора соединен с вторым входом блока деления, а выход генератора импульсов соединен с входами управления первого и второго осредняющих фильтров, первого, второго и третьего регистров, аналогового и цифрового сумматоров, причем вход блока определения знака частного соединен с выходом блока деления, а выход соединен с вторым входом элемента сравнения, при этом вход управления блока определения знака частного соединен с вторым выходом цифрового сумматора, а блок запретов и ограничений включает в себ блок опорных напряжений, блок ограничений, второй генератор импульсов и двоичный счетчик, причем первый вход блока ограничений соединен с выходом блока опорных напряжений, второй вход соединен с выходом второго генератора импульсов, третий вход соединен с выходом элемента сравнения, четвертый вход соединен с выходом аналогового сумматора, при этом первый выход блока ограничений соединен с суммирующим входом двоичного счетчика, а второй выход соединен с вычитающим входам двоичного счетчика, выход которого соединен с органом задания изменения режима работы дизеля.