Расчёт системы автоматического регулирования частоты вращения коленчатого вала дизеля
Курсовой проект - Транспорт, логистика
Другие курсовые по предмету Транспорт, логистика
?инальном режиме, с.
Коэффициент определяется по формуле:
251945 Н(1.10)
.
Тогда
.
Коэффициент самовыравнивания двигателя:
с.(1.11)
, объект регулирования обладает положительным самовыравниванием.
Если объект регулирования получил возмущение не в виде перемещения регулируемого органа, а в виде начального отклонения регулируемого параметра, то переходный процесс описывается выражением:
(1.12)
При возмущении объекта регулирования перемещением регулирующего органа на постоянную величину переходный процесс определяется выражением:
.(1.13)
Принимая и построим переходные процессы объекта регулирования (см. рис. 2).
;
Таблица 6 - Значение функции при и
t, с00,51361215при00,2133880,3927610,8663921,172061,3179481,331371при10,8405990,7066070,3528050,1244710,0154930,005466
Рис. 2 - Переходные процессы объекта регулирования
Уравнение движения объекта регулирования (1.7) позволяет получить уравнение его передаточной функции:
;(1.14)
После подстановки в уравнение (1.14) вместо оператора получаем уравнение амплитудно-фазовой частотной характеристики объекта:
;(1.15)
где - круговая частота колебаний;
Т- период колебаний;= - мнимая единица.
Выражение (1.15) позволяет записать расчётные формулы вещественных и мнимых частотных характеристик (см. рис. 3):
;(1.16)
;(1.17)
; .
Таблица 7 - Значение функции и
?, с-100,10,20,30,50,711,52,5510Xд(?)1,3391,2361,0050,7670,4360,2640,1440,0680,0250,0060,002Уд(?)0,000-0,356-0,579-0,662-0,627-0,533-0,415-0,294-0,182-0,093-0,046
Рис. 3 - Действительная и мнимая частотные характеристики
Выражение (1.15) также позволяет записать расчетные формулы амплитудных и фазовых частотных характеристик (см. рис. 4 - 5).
;(1.18)
;(1.19)
;
.
Таблица 8 - Значения функции и
?, с-100,10,20,30,50,711,52,5525Ад(?)1,3391,2861,1601,0130,7640,5950,4390,3020,1840,0930,046?д(?)0,000-0,280-0,523-0,712-0,964-1,110-1,237-1,343-1,433-1,501-1,536
Рис. 4 - Амплитудная частотная характеристика объекта регулирования
Рис. 5 - Фазовая частотная характеристика объекта регулирования
Характеристики (рис. 1.4 - 1.5) позволяют построить амплитудно-фазовую характеристику (см. рис. 1.6). Рассмотренные зависимости позволяют оценить основные динамические свойства двигателя как объекта регулирования.
Рис. 6 - Амплитудно-фазовая частотная характеристика объекта регулирования
2. Статические и динамические характеристики автоматического регулятора прямого действия
.1 Статический расчёт регулятора
Статическим расчётом регулятора определяются его основные размеры и статические характеристики.
При расчёте регулятора известен полный ход рейки топливного насоса =16мм. (см. таб. 2). И ход рейки в пределах регуляторной характеристики =14мм., а также размеры рычага и радиусы
Размеры и должны удовлетворять равенству:
;(2.1)
где - ход муфты регулятора в пределах регуляторной характеристики.
Тогда
,мм.(2.2)
мм.
Конструктивный ход муфты включает запас на полное выключение топлива и максимальную подачу его при перегрузке двигателя и выбирается в пределах:
.(2.3)
Принимаем мм.
Для улучшения характеристик регулирования рекомендуется принимать более высокие значения номинального числа оборотов валика регулятора , но так, чтобы:
,(2.4)
где - скорость вращения оси грузов относительно оси регулятора;
- расстояние между осями вращения измерителя и качания грузов;
;(2.5)
где i=2,5 - передаточное отношение повышающей передачи от двигателя к регулятору (см. таб. 3).
Для топливных насосов золотникового типа сопротивление рейки f=0,3…0,4 Н на каждый плунжер. Принимаем f=0,35 Н.
Сила сопротивления рейки топливного насоса, приведённая к оси движения муфты:
(2.6)
Н.
Величина степени нечувствительности на номинальном режиме1,5%(см. таб. 3).
Восстанавливающая сила на номинальном режиме приведённая к муфте регулятора:
Н.(2.7)
Уравнение статического равновесия регулятора на номинальном режиме имеет вид:
;(2.8)
где А - инерционный коэффициент;
- угловая частота вращения валика регулятора;
.(2.9)
Центробежная сила грузов на номинальном режиме:
;(2.10)
где m-масса грузов, кг.
- расстояние центра массы грузов до оси вала регулятора, мм.
Для упрощения расчетов пронимаем грузы регулятора шарообразной формы.
Из условия равенства моментов относительно оси качания грузов, можно записать:
;(2.11)
Решая совместно уравнения (2.8) и (2.11) получим:
(2.12)
На основании уравнения (2.10) и (2.12)
;(2.13)
где - масса одного груза, кг.
- количество грузов (=2).
кг.
Так как грузы имеют шарообразную форму, то радиус шара определяется как:
;(2.14)
где - плотность материала груза,(=8000 кг/м).
м.
Максимальный радиус вращения грузов, соответствующий режиму максимальных оборотов холостого хода:
мм(2.15)
Для нахождения графической зависимости величины восстанавливающей силы , приведённой к центру тяжести груза от радиуса вращения груза необходимо оценить на номинальном режиме степень неравномерности регулятора, соответствующую режиму максимальных оборотов холостого хода.
% (см. таб. 3),
;(2.16)
Приведённая к центру тяжести грузов восстанавливающая сила на номинальном режиме:
Н.(2.17)
Приве?/p>