Синтез цифрових регуляторів локальних систем керування основними параметрами газотурбінного двигуна - Автореферат

Науково-виробнича корпорація „Київський інститут автоматики” Синтез цифрових регуляторів локальних систем керування основними параметрами газотурбінного двигунаРобота виконана в Науково-виробничій корпорації „Київський інститут автоматики” Міністерства промислової політики України. Науковий керівник - Заслужений діяч науки України, доктор технічних наук, професор Гостєв Володимир Іванович, провідний науковий співробітник Військового інституту телекомунікацій та інформатизації Національного Технічного університету України „Київський політехнічний інститут”. доктор технічних наук, професор Воронін Альберт Миколайович, провідний науковий співробітник Інституту космічних досліджень Національного космічного агентства України, - кандидат технічних наук Карпов Євген Миколайович, доцент кафедри авіаційних двигунів Національного авіаційного університету України.Провідна установа - Національний технічний університет України „Київський політехнічний Захист відбудеться „24” вересня 2003 року о 13.00 годині на засідання спеціалізованої вченої ради К 26.818.01 НВК „Київський інститут автоматики” за адресою: 04107, Київ - 107, вул..Автоматичне керування основними параметрами ГПА надзвичайно важливе ще і тому, що оптимальні режими роботи ГПА практично завжди є граничними (що знаходяться біля аварійних режимів), і допустимі відхилення параметрів (температури газу, швидкостей обертання турбін) не повинні перевищувати 1...2% від їх номінальних значень. Експлуатація ГТД в умовах, коли режими роботи двигуна необхідно дуже часто і в широких діапазонах змінювати за допомогою керуючих діянь за наявності значних обурюючих впливів, неможлива без вживання систем автоматичного керування основними параметрами двигуна. Мета дисертаційної роботи полягає в підвищенні якості (зменшенні динамічних похибок і підвищенні швидкодії) цифроаналогових локальних систем автоматичного керування двовального (двороторного) газотурбінного двигуна (системи керування температурою газу за турбінним блоком, систем керування частотою обертання роторів компресорів низького і високого тиску) шляхом застосування цифрових оптимальних за швидкодією регуляторів. Предмет дослідження визначає тему дисертаційної роботи, яка полягає в розробці синтезу оптимальних за швидкодією цифрових регуляторів для двовального (двороторного) газотурбінного двигуна і дослідженні методом математичного моделювання основних локальних систем автоматичного керування параметрами двовального двоконтурного ГТД із синтезованими регуляторами, які забезпечують потрібну якість систем. Для досягнення поставленої мети в дисертаційній роботі розвязувалися наступні основні науково-технічні задачі: розробка математичних моделей локальних систем автоматичного керування параметрами двовального (двороторного) газотурбінного двигуна (системи керування температурою газу за турбінним блоком, систем керування частотою обертання роторів компресорів низького і високого тиску) разом із керуючими механізмами і синтезованими оптимальними за швидкодією цифровими регуляторами;У першому розділі коротко розглянуто основні термодинамічні процеси в газотурбінному двигуні і проведено дослідження динамічних характеристик двигуна, в результаті якого отримана математична модель двигуна як обєкта керування, і наведені передавальні функції двовального (двороторного) двигуна за частотами обертання роторів компресорів низького і високого тиску та температурою газу за турбінним блоком. Методика базується на знанні оптимальних керуючих діянь на вході обєкта керування при діяннях, які лінійно змінюються і якими апроксимуються довільні діяння, що поступають на вхід системи керування. Методика включає структурне моделювання оптимальних за швидкодією цифрових регуляторів на основі інтерактивної системи MATLAB, що вельми важливе при їх практичному використовуванні, оскільки дозволяє реалізувати такі регулятори як програмно, так і на інтегральних мікросхемах. Наприклад, для передавальної функції обєкта керування схема оптимального за швидкодією цифрового регулятора має вигляд, зображений на рис. Амплітуди імпульсів тривалістю оптимального керуючого діяння на такий обєкт керування при сигналі, що лінійно змінюється, на вході системи керування на-му інтервалі регулювання визначаються: (1) де2.Вирішена задача синтезу оптимальних за швидкодією цифрових регуляторів для двовального (двороторного) газотурбінного двигуна і досліджені методом математичного моделювання основні локальні системи автоматичного керування параметрами ГТД з синтезованими регуляторами, які забезпечують необхідну якість систем. Важлива відмінність синтезованих по запропонованій методиці оптимальних за швидкодією регуляторів від відомих “аперіодичних” регуляторів полягає в тому, що вони відпрацьовують не східчасті (ступінчасті), а діяння, які лінійно змінюються і якими апроксимують довільні діяння, що поступають на вхід системи керування. 5.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ