7-4. ПРИМЕРЫ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ И ИХ СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ

а) Системы регулирования скорости вращения газотурбинных двигателей

На рис. 7-7, приведены три схемы регуляторов скорости вращения двигателей. Во всех трех случаях измерителем скорости вращения является центробежный маятник, управляющий золотником гидравлического сервомотора. Сервомотор перемещает иглу перепуска топлива. При поднимании иглы возрастает перепуск топлива и уменьшается количество топлива, поступающего в камеры сгорания двигателя. При опускании иглы количество топлива, поступающее в двигатель, возрастает. Увеличение подачи топлива повышает вращающий момент турбины, уменьшение подачи топлива снижает его. При отклонении скорости вращения от авоего заданного значения, определяемого положением рукоятки настройки, перемещение грузов измерителя открывает отверстия золотника, сервопоршень приходит в движение и переставляет иглу перепуска в таком направлении, чтобы восстанавливалась заданная скорость вращения , а отклонение уменьшалось бы до

В регуляторе (рис. 7-7,а) сервомотор не имеет обратной связи. Такие регуляторы называются

Рис. 7-7. Схемы регуляторов скорости вращения газотурбинных двигателей.

Рис. 7-8. Структурные схемы регулирования скорости вращения, соответствующие схемам рис. 7-7.

регуляторами без обратной связи. В регуляторах рис. 7-7,6 и в сервомотор имеет обратную связь: в первом случае жесткую, а во втором — изодромную. Такие регуляторы называются регуляторами с обратными связями.

Структурные схемы регулирования скорости вращения для всех трех случаев приведены на рис. 7-8,а, б, в. Для составления структурной схемы должны быть известны линейные уравнения или передаточные функции элементов регулятора и объекта регулирования.

В гл. 2 была получена передаточная функция измерителя в результате линеаризации его нелинейного уравнения. Линейное уравнение и передаточная функция двигателя также получаются в результате линеаризации нелинейного уравнения динамики турбины (ротора) двигателя. На структурных схемах приведен случай, когда линеаризованное уравнение двигателя представляет собой уравнение инерционного звена.

Необходимо подчеркнуть, что линеаризованные уравнения как измерителя, так и двигателя получаются для одной и той же установившейся скорости вращения Значения входной и выходной х величин, показанные на структурной схеме, малы и отсчитываются от .

Таким образом,

Возмущающая сила показанная на структурных схемах, — момент нагрузки на валу двигателя. Для турбореактивных двигателей это изменение вращающего момента двигателя при неизменной

подаче топлива, связанное с изменением высоты полета.

Приведем передаточные функции и уравнения для структурной схемы рис. 7-8,е. Передаточная функция разомкнутой системы

где

Осно вная передаточная функция

Отсюда основное уравнение системы

где

Передаточная функция для возмущения

При получим для схемы рис.

При получим для схемы рис. 7-8,а