Програми керування авіаційного газотурбінного двигуна на режимах прискорення, скидання газу, режиму запуску. Оптимізація та оцінка якості програм керування

Autor: Serhii Tovkach
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Electronics and Control Systems; Vol. 4 No. 74 (2022); 27-38
Электроника и системы управления; Том 4 № 74 (2022); 27-38
Електроніка та системи управління; Том 4 № 74 (2022); 27-38
ISSN: 1990-5548
DOI: 10.18372/1990-5548.74.17293
Popis: The article is devoted to the formation of requirements for the accuracy of regulation of an aviation gas turbine engine, one of which is the maintenance of engine thrust at a given operating mode, regardless of the engine condition, within the gas temperature margin. Its value should not be significantly affected by turning on or off additional power and air consumers, as well as various regulatory influences on the part of the automatic control system (turning on or turning off the bypass in the compressor and blowing the housings, partial restriction of the supply of cooled air, changing the position of the guiding devices). Fulfilling the requirements for the accuracy of regulation is important for ensuring the reliability and safety of the operation of the power plant and the convenience of controlling the aircraft. In order to reduce operating costs, it is necessary that during operation, a minimum number of additional settings of the ACS in the acceleration mode, gas reset and start-up mode are required. The control program is implemented in the form of a automatic control system (ACS), which is a closed circuit of the main feedback. There is also a flexible local feedback loop in the circuit, which is designed to stabilize the ACS, which contributes to the fact that the ACS is quite stable. The presence of feedback in the ACS indicates that the system may be unstable, so the analysis of the ACS should include an assessment of its stability and, if necessary, the selection of measures and means for its stabilization. Changing the input signal at the first moment of time leads to a corresponding increase in deviation, since the links in front of the object and the object itself have inertia and therefore the rotation frequency cannot change instantly. The change in deviation, being an amplified amplifier, thyristor converter and generator, taking into account their inertia, leads to a gradual change in the control value, the voltage on the anchor, which smoothly changes the frequency of rotation of the shaft so that the tracking error, that is, the deviation, is directed to zero. Voltage feedback stabilizes the ACS and increases its speed. This is how tracking is done. The implementation of wireless technologies in the ACS of the gas station has been studied, which will allow to reduce the mass and dimensions of the nodes due to the reduction of the number of connectors and cables, increase the reliability and accuracy of the adjustment of the ACS, reduce maintenance costs and increase fire safety. Статья посвящена формированию требований точности регулирования авиационного газотурбинного двигателя, одним из которых является поддержка тяги двигателя на заданном режиме работы независимо от состояния двигателя в пределах запаса по температуре газа. На ее значение не должно оказывать существенного влияния включение или отключение дополнительных потребителей мощности и воздуха, а также различные регулирующие воздействия со стороны САК (включение – исключение перепуска в компрессоре и обдувание корпусов, частичное ограничение подачи охлаждаемого воздуха, изменение положения направляющих аппаратов). Выполнение требований к точности регулирования важно для обеспечения надежности и безопасности работы силовой установки и удобства управления самолетом. Для снижения эксплуатационных расходов необходимо, чтобы в процессе эксплуатации требовалось минимальное количество дополнительных настроек САК на режиме ускорения, сброс газа и режиме запуска. Программа регулирования реализована в виде САК, являющейся замкнутым контуром главной обратной связи. В контуре есть и гибкая местная обратная связь, предназначенная для стабилизации САК, способствует тому, чтобы САК была достаточно устойчивой. Наличие обратных связей в САК свидетельствует о том, что система может быть и неустойчивой, поэтому анализ САК должен включать в себя оценку ее устойчивости и, при необходимости, выбор мер и средств для ее стабилизации. Изменение входного сигнала в первый момент времени приводит к соответствующему росту отклонения, поскольку звенья перед объектом и сам объект обладают инерционностью и поэтому частота вращения не может измениться мгновенно. Изменение отклонения, являясь усиленным усилителем, преобразователем тиристора и генератором, с учетом их инерционности приводит к постепенному изменению управляющей величины – напряжения на якоре, которое плавно изменяет частоту вращения вала так, что ошибка слежения, то есть отклонение, устремляется к нулю. Обратная связь по напряжению стабилизирует САК и повышает его быстродействие. Таким образом осуществляется слежка. Исследовано внедрение беспроводных технологий в САК ГТД, что позволит снизить массу и габариты узлов за счет уменьшения количества разъемов и кабелей, повысить надежность и точность регулирования САК, снизить затраты на техническое обслуживание и повысить пожарную безопасность. Статтю присвячено формуванню вимог точності регулювання авіаційного газотурбінного двигуна, однією з яких є підтримка тяги двигуна на заданому режимі роботи незалежно від стану двигуна в межах запасу за температурою газу. На її значення не повинно суттєво впливати включення або відключення додаткових споживачів потужності і повітря, а також різні регулюючі впливи зі сторони САК (включення – виключення перепуску в компресорі і обдування корпусів, часткове обмеження подачі охолоджуваного повітря, зміна положення направляючих апаратів). Виконання вимог до точності регулювання є важливим для забезпечення надійності і безпеки роботи силової установки та зручності керування літаком. Для зниження експлуатаційних витрат необхідно, щоб в процесі експлуатації вимагалась мінімальна кількість додаткових налаштувань САК на режимі прискорення, скидання газу та режимі запуску. Програма регулювання реалізована у вигляді САК, яка є замкненим контуром головного зворотного зв’язку. В контурі є і гнучкий місцевій зворотній зв’язок, який призначеній для стабілізації САК, сприяє тому, щоб САК була досить стійкою. Наявність зворотних зв’язків в САК свідчить про те, що система може бути і нестійкою, тому аналіз САК повинний включати оцінку її стійкості і, при необхідності, вибір заходів і засобів для її стабілізації. Зміна вхідного сигналу в перший момент часу приводить до відповідного зростання відхилення, оскільки ланки перед об’єктом і сам об’єкт мають інерційність і тому частота обертання не може змінитися миттєво. Зміна відхилення, будучи посилена підсилювачем, перетворювачем тиристора і генератором, з врахуванням їх інерційності приводить до поступової зміни керуючої величини – напруги на якорі, яка плавно змінює частоту обертання валу так, що помилка стеження, тобто відхилення, спрямовується до нуля. Зворотний зв'язок за напругою стабілізує САК і підвищує її швидкодію. Таким чином здійснюється стеження. Досліджено впровадження безпровідних технологій в САК ГТД, що дозволить зменшити масу і габарити вузлів за рахунок зменшення кількості роз’ємів і кабелів, підвищити надійність та точність регулювання САК, знизити витрати на технічне обслуговування і підвищити пожежну безпеку.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: