Введення
Дизельна силова установка складається з одного або декількох основних двигунів, а також з обслуговуючих їх механізмів. Залежно від способу здійснення робочого циклу двигуни внутрішнього згоряння поділяють на чотиритактні і двотактні. Додаткове збільшення потужності досягається за допомогою наддуву. Існує інший принцип поділу двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ) - по частоті обертання. Малооборотних дизелі з частотою обертання 100-150 оборотів в хвилину безпосередньо приводять в рух судновий рушій. Середньооборотних називають ДВС з частотою обертання 300-600 оборотів в хвилину. Вони приводять в рух судновий рушій через редуктор.
Крім головного двигуна передбачені ще допоміжні, які приводять в обертання генератори. Для обслуговування головного і допоміжних двигунів використовуються допоміжні механізми і системи, а також система трубопроводів і клапанів. Паливна система призначена для подачі палива з цистерн до двигуна. При цьому для зменшення в'язкості паливо підігрівається і очищається в сепараторах і фільтрах від різних домішок. Система змащення служить для прокачування мастила через двигун з метою зменшення тертя між труться поверхнями, а також для відводу частини отриманого від двигуна тепла і очищення масла. Система охолодження передбачена для відводу від двигуна тепла, яке проникає в основному через стінки циліндра і виникає під час спалювання палива, а також для охолодження циркулюючого мастила. Ця система складається з насосів для прісної і морської води, охолоджувачів води і масла.
Розглянемо систему регулювання частоти обертання суднового дизеля.
1 Алгоритмічний розрахунок
1.1 Визначення передавальної функції системи
Малюнок 1.1 - Структурна схема САР швидкості обертання вала суднового дизеля
На малюнку 1.2 для спрощення записані передавальні функції ланок у вигляді W, які відповідають W=W (p) і мають наступні літерні вираження
,,,
,,;
Малюнок 1.2 - Послідовні укрупнення
;
;
;
;
;
Шукати передавальну функцію будемо в програмі MathCAD.- програмний засіб, середа для виконання на комп'ютері різноманітних математичних і технічних розрахунків, забезпечена простим в освоєнні і в роботі графічним інтерфейсом, яка надає користувачеві інструменти для роботи з формулами, числами, графіками і текстами.
У середовищі Mathcad доступні більше сотні операторів та логічних функцій, призначених для чисельного і символьного розв'язання математичних задач різної складності.
GIVEN
; ; ; ; ;
;
Знайдемо числовий вигляд ПФ в MathCAD:
К1=1Т1=3
К2=5Т2=12
К3=0,5Т3=5
К4=10Т4=1
К5=0,33Т5=8
Т6=13
; ; ; ; ; ; ; ;
Чисельник:
Знаменник:
;
1.2 Оцінка стійкості САР
Поняття стійкості відноситься до ситуації, коли вхідні сигнали системи дорівнюють нулю, зовнішні впливи відсутні. При цьому правильно побудована система повинна знаходитися в стані рівноваги або наближатися до цього стану. У нестійких системах навіть при нульових вхідних сигналах виникають власні коливання і, як наслідок, - неприпустимо великі помилки.
Оцінимо стійкість САР ППУ за критеріями: Гурвіца, Рауса, Михайлова Найквіста і теоремі Ляпунова.
1.2.1 Критерій Гурвіца
Алгебраїчний критерій стійкості Гурвіца формується таким чином: система з характеристичним рівнянням
аnpn + an - 1pn - 1 .... a1p + a0=0
буде стійкою, якщо визначити Гурвіца і всі його діагональні мінори позитивні:
Dn gt; 0; Dn - 1 gt; 0;... D2 gt; 0; D1=an - 1 gt; 0
При складанні визначника Гурвіца по діагоналі розташовують коефіцієнти, починаючи з an - 1 до а0:
Потім визначник заповнюють по стовпцях: вище діагональних коефіцієнтів записують коефіцієнти з убутними індексами, а нижче - зі зростаючими. При досягненні нульового або n-го індексу далі ставляться нулі.
Кожен діагональний мінор D n - 1 визначника Гурвіца отримують з попереднього мінору викреслюванням нижнього рядка і правого стовпця. Останній діагональний мінор Гурвіца D 1=an - 1.
Таким чином, вихідними даними є коефіцієнти характеристичного рівняння - полінома знаменника передавальної функції заданої системи.
Визначн...
