Адаптивная система управления параллельно работающими дизельными установками

Адаптивная система управления параллельно работающими дизельными установками

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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