СУ топливопитания авиационного двигателя Построение программы управления Лекция

СУ топливопитания авиационного двигателя Построение программы управления Лекция 1

Построение программы управления Эксплуатация ГТД предполагает широкое изменение режимов работы, на которых необходимо на режимах стабилизации и управления при действии различных возмущающих факторов обеспечить управление двигателем с целью получения: l требуемой тяги; l экономичности.

Основные управляемые параметры l l - частота вращения компрессора - частота вращения вентилятора; - температуру газов за турбиной; - температуру газов в форсажной камере сгорания.

l l Управление двигателем осуществляется заданием положения сектора газа, с которым связаны программы управления, корректируемые в зависимости от внешних условий (температура и давление окружающей среды). Состав регулируемых и ограничиваемых параметров двигателя выбирается из соображений достижения достаточной точности при оценке и обеспечения тяги, термодинамической напряженности элементов двигателя и газодинамической устойчивости работы узлов.

В качестве основных управляющих воздействий используют изменение расхода топлива в: - основную камеру сгорания - форсажную камеры сгорания.

l Расход и темп подачи топлива в камеру сгорания выполняется по определенным законам, которые учитывают газодинамические и прочностные ограничения для элементов и узлов конструкции двигателя.

Построение программы управления Построение совокупности программ управления выполняется на этапе проектирования двигателя с использованием: - среднестатистических характеристик узлов двигателя; - расчетных характеристик узлов двигателя.

Построение программы управления Каждая из анализируемых программ определяет различный характер изменения параметров рабочего процесса двигателя по условиям и режимам работы двигателя. Выбор программы выполняется на основе сравнительного анализа программ, который обычно проводят для следующих графиков: в диапазоне температура на входе в двигатель в большей степени влияет на запасы устойчивой работы двигателя и его тяговые (мощностные) характеристики.

Построение программы управления Эти функциональные зависимости характеризуют: n Чрезмерное повышение температуры газа n Чрезмерную раскрутку ротора n Недостаточность запасов устойчивости компрессора n Характер протекания приведенного расхода воздуха и степени двухконтурности. Каждый закон (программа) управления определяется из условия оптимизации какого-либо критерия.

построения программы управления ТРДД в режиме стабилизации Построение программы управления сводится к определению требуемой приведенной частоты вращения ротора вентилятора, обеспечивающей прохождение через двигатель такого расхода воздуха, при котором достигается требуемый уровень тяги в данных внешних условиях. Условия полета определяются: - числом Маха; - давлением на входе в двигатель; - температурой на входе в двигатель.

построения программы управления Уровень тяги и соответственно режим работы двигателя определяется: заданием положения сектора рычага управления двигателем согласно характеристике, экспериментально устанавливаемой для конкретного двигателя. Перемещение рычага управления имеет линейную зависимость для режимов от малого газа до максимального режима работы

Дроссельная характеристика реального двигателя имеет нелинейную зависимость: обратная дроссельная характеристика и зависимость: определяют заданное значение тяги для каждого положения сектора рычага управления:

Дроссельная характеристика достаточно реализуется в цифровой САУ на основе аппроксимации

Модификация программы с целью учета влияния внешних условий и возмущений, действие которых при заданных физических оборотах вызывает изменение массового расхода воздуха через компрессор и соответственно тяги двигателя. вместо физического расхода сразу вычисляют его приведенное значение

существует ошибка, связанная с измерением параметров внешних условий Из отношения приведенная скорость определяется в виде

Полное и статическое давления измеряются в определенном сечении двигателя. . Формула расхода воздуха: преобразуется к виду: Для подобных потоков воздуха должно выполняться условие:

Если подставить формулу физического расхода в выражение экспериментальный коэффициент расхода

Задание сектора определяет положение рабочей точки на линии рабочих режимов характеристики вентилятора Этим задаются физические обороты ротора, которые с учетом внешних условий позволяют корректировать приведенные обороты ротора.

Структура блока вычисления программы управления Расход топлива, подаваемый в камеру сгорания, определяется для значений давления за компрессором из выражения , в котором структура функции определяется экспериментально. Вычисляемый расход топлива обеспечивает заданный уровень частоты вращения вентилятора и соответственно тяги двигателя.

программа управления установившимся режимом контура частоты вращения выбирается в соответствии с условиями полета и режимами эксплуатации в виде зависимости: К регулятору