ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской разработки

Устройство содержит наблюдатель вектора состояния системы 1(см. рисунок 1), регулятор 2, формирующий управляющий сигналuна исполнительное устройство объекта регулирования, включающего в себя топливный насос высокого давления 4 и тепловой двигатель 5. Положение органа теплоотдачи измеряется с помощью датчика положение органа теплоотдачи 6, скорость вала двигателя измеряется с помощью датчика 7. Сигнал заданной скорости вала двигателя формируется задатчиком скорости, включающим в себя селектор задающего сигнала 18, задатчик скоростного режима 8, на который воздействия осуществляются от органа управления двигателем, и внешние задающие устройства скоростного режима 9.

Наблюдатель вектора состояния 1 содержит первый элемент сравнения 10 сигналов скорости вала двигателя и ее оценки, выход сигнала, ошибки которого связан с входами усилительного устройства 11, один выход которого связан напрямую, а второй - через интегратор 12 с суммирующим устройством 13 и третьим выходом наблюдателя, выход суммирующего устройства 13 связан со вторым выходом наблюдателя и первым входом второго элемента сравнения 14, второй вход которого связан с функциональным преобразователем 17, а выход - через усилительное устройство 13 и интегратор 16 - с первым выходом наблюдателя 1.

Регулятор 2 содержит устройство формирования заданного положения органа топливоподачи, включающее в себя элемент сравнения 19 сигналов заданной скорости вала двигателя и оценки скорости вала двигателя, подаваемого с первого выхода наблюдателя 1, усилительное устройство 20, связанное с первым входом с выходом сигнала ошибки элемента сравнения 19, вторым входом - со вторым выходом наблюдателя 1, третьим входом - с третьим выходом наблюдателя 1, а выходами - с сумматором21, и устройство формирования управляющего сигнала, включающее в себя элемент сравнения 22, связанный одним входом с выходом сумматора 21 устройства формирования заданного положения органа топливоподачи, вторым входом - с датчиком положения органа топливоподачи 6, а выходом через усилительное устройство 23 - с исполнительным устройством 3 измерения топливоподачи в двигатель. Регулятор 2 содержит также селектор задающего сигнала 18, связанный входами с задатчиком скоростного режима 8, на который воздействия осуществляются от органа управления двигателем, и с внешними задающими устройствами скоростного режима 9.

Устройство автоматического регулирования скорости вала двигателя работает следующим образом. Сигнал заданной скорости вала двигателя ₃ устанавливается с помощью задатчика скоростного режима 8 при воздействии на орган управления двигателем или от внешних задающих устройств скоростного режима 9 (например, от системы автоматического переключения передач, от стабилизатора скорости транспортной машины, от системы автоматического запуска двигателя, от противобуксовочной системы и т.д.).

Селектор задающего сигнала 18 пропускает на вход регулятора соответствующий сигнал _3. На элементе сравнения 19 выделяется сигнал ошибки регулирования , который подается на первый вход усилительного устройства 20. На второй и третий входы устройства 20 подаются с наблюдателя 1 сигналы, пропорциональные моменту сопротивления _с на валу двигателя и скорости изменения момента сопротивления · _си

На выходе сумматора 21 формируется сигнал заданного положения органа топливоподачи: , где

- суммарный сигнал заданного положения органа топливоподачи;

К _и, К ₁, К ₂, К ₃ - коэффициенты усиления;

- сигнал заданной скорости вала двигателя;

- сигнал оценки скорости вала двигателя.

На элементе сравнения 22 сигнал заданного положения органа топливоподачи сравнивается с сигналом , поступающим с датчика положения органа топливоподачи 6, и формируется управляющий сигнал, который усиливается на усилительном устройстве 23:

u = _{u .}

Управляющий сигнал подается на вход исполнительного устройства 3, которое устанавливает орган топливоподачи в заданное положение. На установившемся режиме работы двигателя

Поскольку

, где

f_Д( )- относительный момент двигателя по внешней характеристике при ,

то на установившемся режиме левая часть уравнения равна 0. Следовательно, равна нулю и правая часть уравнения, а это значит, что ошибка регулирования тоже равна нулю.

При отклонении от установившегося режима изменяются оценки и , что сразу отражается на положение органа топливоподачи.

Данная разработка входит в инновационный проект «Бортовой регулятор скорости транспортных машин», представленный наvМосковском Салоне инноваций и инвестиций.

Рис. 1 Структурная схема устройства трехимпульсной системы автоматического регулирования скорости вала двигателя