Объекты регулирования и их математические модели (на примере ГТД) презентация

в тепловую энергию газов;
пространство между компрессором и турбиной, в котором потенциальная энергия газа преобразуется в кинетическую энергию в сопловом аппарате турбины;
система турбокомпрессор (турбина– вентилятор), преобразует кинетическую энергию вращения в работу сжатия воздуха;
пространство между турбиной и выходным соплом, в котором потенциальная энергия газов преобразуется в кинетическую энергию в реактивном сопле;
воздухозаборник, преобразует энергию набегающего потока в потенциальную.

выбранных программ управления с требуемой точностью и приемлемым качеством во всем диапазоне изменения условий полета ЛА;
– защита конструкции от механических и тепловых перегрузок;
– предотвращение неустойчивой работы элементов;
– обеспечение запуска двигателя в любых условиях эксплуатации, выхода их на заданный режим за минимальное время, и, возможности быстрого останова;
– коррекция динамических свойств отдельных звеньев по режимам работы или условиям полета для получения требуемого качества управления;
– обеспечение различных блокировок, а также отключение того или иного автомата при определенных условиях;
– переключение с основных систем управления на резервные в целях обеспечения безопасности полетов при отказе.

должна обеспечить, возможность выбора и поддержание наиболее эффективного режима работы двигателя, т.е. возможность получения и поддержания необходимых по тактико-техническим требованиям тяги и экономичности при любых условиях полета
2. При любом режиме должна быть исключена возможность повреждения двигателя из-за превышения допустимых нагрузок на его детали, возникающих вследствие высоких скоростей вращения ротора, повышенных давлений жидкости и газа, неравномерного распределения температур

гарантировать надежность запуска двигателя и быстрый выход его на рабочий режим.
4. Система автоматики должна исключить неустойчивую работу агрегатов и всего двигателя в целом.
5. Система автоматики должна предусматривать максимально упрощенные функции по управлению.

обладать достаточной надежностью в эксплуатации и необходимым ресурсом, быть простой по конструкции, иметь малый вес и габариты.

2.1).
2. Из приведенной схемы получить схемы:
- одноконтурный ТРД без форсажа;
- одноконтурный ТРД с форсажем;
- одноконтурный двухвальный ТРД;
- турбовальный двигатель.
3. Обозначить на схемах:
воздухозаборник, профилированный конус для создания системы косых скачков, КНД, ТНД, КВД, ТВД, камера сгорания основного и форсажного топлива, регулируемые реактивные сопла внутреннего и внешнего контуров, регулируемые управляющие аппараты компрессора и вентилятора, отверстие для регулирования перепуска воздуха из внутреннего контура во внешний.

в характерных i-х сечениях двигателя;
степень повышения давления πi, обороты КВД и КНД пi, расход топлива GТ в основной и GФ в форсажных камерах;
коэффициенты полезного действия компрессора ηk и турбины ηТ;
величина развиваемой тяги P;
положение перемещаемого конуса воздухозаборника h;
углы установки лопаток (винта) φi;
площади выхлопных сопел и перепускных отверстий из внутреннего контура во внешний ;
напряжение в деталях двигателя и их температура и т.д.

внутренние возмущения (возмущающие воздействия);
2. параметры значения которых поддерживаются при изменении возмущающих воздействий (регулируемые параметры);
3. физические величины, с помощью которых оказывается воздействие на регулируемые параметры с целью поддержания их заданных значений при изменении возмущающих воздействий (регулирующие параметры или регулирующие факторы).

обусловлены изменением высоты и скорости полета, турбулентностью атмосферы. Их с некоторым приближением можно свести к изменению параметров заторможенного потока воздуха на входе в компрессор и численно характеризовать величинами и .

размеров (например, при появлении нагара), коэффициента полноты сгорания топлива, характеристик магистралей системы топливоподачи и т.д.

нагруженность его деталей такие параметры как число оборотов ротора двигателя n и температура газа перед турбиной .
Выбор n в качестве регулируемого параметра удобен еще и тем, что его величина легко может быть замерена.
Выбор связан с прочностными характеристиками и ресурсом рабочих лопаток турбин.

выбираться частота вращения ТНД , частота вращения ТВД или температура газа перед турбиной . Единственным управляющим фактором такого ГТД является расход топлива .

процесса:
– частота вращения КНД .
– температура газа за турбиной ,
управляющие параметры:
– площадь критического сечения сопла ;
– и расход топлива .
В двигателях с изменяемой геометрией, управляемой величиной может быть и степень понижения давления в турбине πТ

площадью критического сечения сопла. Управляющими величинами таких двигателей являются расход топлива, подаваемого в основную и форсажную камеры ( и ), и площадь критического сечения сопла . В качестве управляемых величин могут выбираться: частота вращения одного из роторов, температура газа (за или перед турбиной) и температура в форсажной камере .

критического сечения сопла оказывается воздействие на температуру газа за (перед) турбиной или степень понижения давления на турбине;
изменением расхода топлива, подаваемого в форсажную камеру, управляется температура в форсажной камере.

оборотов ротора n, температура газов перед турбиной , степень повышения давления на турбине , температура в форсажной камере .

Регулирующим воздействием могут быть расход основного топлива , расход форсажного топлива , и площадь реактивного сопла F

частота вращения ротора и температура газа перед турбиной, которые характеризуют мощность, экономичность и напряженность его деталей.
Управляющими факторами являются расход топлива и угол φ установки лопастей винта изменяемого шага.

части


Установившийся режим работы

Коэффициент называется постоянной времени двигателя, коэффициенты , -коэффициенты усиления двигателя и возмущающего воздействия, соответственно. Численные значения коэффициентов , определяют свойства ТРД как объекта регулирования.
Коэффициенты, входящие в уравнение динамики двигателя, положительны. - имеет размерность времени, а -величина безразмерная.