САР с регулятором непрямого действияРегулятором непрямого действия называется регулятор, у которого чувствительный элемент воздействует на исполнительный орган с помощью специального устройства – усилителя, работающего от дополнительного источника энергии. Схема регулятора приведена на рисунке 3.4.
Рисунок 3.4 – Схема астатического регулятора непрямого действия В отличии от регулятора прямого действия точка «с» рычага 3 закреплена неподвижно, а между точкой «b» и топливным краном 4 установлен гидравлический усилитель 5. Усилитель состоит из управляющего золотника с центральной проточкой и силового цилиндра двухстороннего действия. На заданном установившемся режиме работы двигателя частота вращения ротора и расход топлива остаются постоянным. Это соответствует такому положению рычага 3, при котором полости силового гидроцилиндра заперты управляющим золотником. Рассмотрим работу регулятора при увеличении нагрузки на двигатель. В этом случае частота вращения ГТД начинает уменьшаться. Точка «а» рычага 3 опускается по схеме вниз, увлекая за собой точку «b». Через центральную проточку жидкость под давлением от клапана постоянного давления PКПД начинает поступать в нижнюю полость силового гидроцилиндра. Из верхней полости через золотник открывается слив. Расход топлива в двигатель начинает увеличиваться. Поскольку инерционность двигателя весьма высока, рост частоты вращения двигателя происходит с запаздыванием. А расход топлива при этом продолжает непрерывно увеличиваться. Поэтому, когда частота вращения двигателя становится равной заданному значению и точки «а» и «b» рычага становятся в положение, когда обе полости гидроцилиндра заперты, расход топлива превышает потребное значение. Поэтому частота вращения ротора ГТД продолжает увеличиваться и процесс регулирования происходит в обратном направлении на уменьшение расхода топлива. Процесс регулирования носит затухающий колебательный характер (рисунок 3.5).
Рисунок 3.5 – Переходный процесс в САР с регулятором непрямого действия при отклонении режима работы
По окончании переходного процесса, т.е. когда частота вращения стабилизируется, статическая ошибка отсутствует. Объясняется это тем, что когда режим работы двигателя стабилизируется, расход топлива неизменен. Это в свою очередь происходит тогда, когда полости гидроцилиндра заперты управляющим золотником. Но если точка «b» находится в положении заданного режима работы, то и точка «а» находится в положении заданного режима работы двигателя без статической ошибки. Поэтому регулятор такого типа называется астатическим. Для того, чтобы получить структурную схему САР с рассматриваемым регулятором, необходимо в САР с регулятором прямого действия ввести структурную схему гидроусилителя. Уравнение, описывающее динамику гидроусилителя, связывает перемещение дозирующей силы
В этих выражениях Структурная схема САР с астатическим регулятором непрямого действия представлена на рисунке 3.6
Рисунок 3.6. – Структурная схема САР с астатическим регулятором непрямого действия.
|
– первоначальное отклонение.
и перемещение точки «а» рычага a-b-c. Это уравнение и соответствующая ему передаточная функция имеет вид:
(3.2)
(3.3)
– коэффициент усиления гидроусилителя, являющегося функцией геометрических и гидравлических параметров усилителя и гидросистемы.
