非线性速度反馈的转速控制系统-zh

1、几何通道控制几何通道控制主燃烧室燃油控制主燃烧室燃油控制加力燃烧室燃油控制加力燃烧室燃油控制按控制量来划分按控制量来划分燃油流量控制燃油流量控制发动机油门手柄角发动机油门手柄角度度发动机进口条件变化发动机进口条件变化所选择的控制规律所选择的控制规律控制主燃烧室控制主燃烧室供油量供油量低压转子转速低压转子转速高压转子转速高压转子转速燃油流量燃油流量按发动机的被控参数来划分按发动机的被控参数来划分排气温度排气温度111( ,)nfT p211( ,)nfT p611( ,)TfT p11W( ,)ffT p稳态控制稳态控制按发动机主燃烧室的工作状况按发动机主燃烧室的工作状况加速控制加速控制起动控制

2、起动控制减速控制减速控制过渡态控制过渡态控制转速控制转速控制增压比控制增压比控制流量控制流量控制闭环控制闭环控制开环控制开环控制按控制原理划分按控制原理划分复合控制复合控制转速控制系统任务转速控制系统任务:当油门杆位置不变而发动机外界条件发生变化时，当油门杆位置不变而发动机外界条件发生变化时，自动调节燃油量，保持发动机转速不变自动调节燃油量，保持发动机转速不变;当油门杆位置当油门杆位置改变时，自动调节燃油量，使发动机转速随油门杆位改变时，自动调节燃油量，使发动机转速随油门杆位置的变化而变化。油门杆角度相当于转速控制系统的置的变化而变化。油门杆角度相当于转速控制系统的输入给定值。输入给定值。一、

3、控制计划一、控制计划)(1fnWf01nPLA（n n1 1=85.2%-=85.2%-最大）最大） 被控对象被控对象执行机构执行机构液压液压放大器放大器程序给定程序给定装置装置参数测量参数测量典型机械液压控制系统结构图典型机械液压控制系统结构图操纵机构被控对象被控对象执行机构执行机构液压液压放大器放大器程序给定程序给定装置装置参数测量参数测量典型机械液压控制系统方块图典型机械液压控制系统方块图机械离心式转速敏感元件机械离心式转速敏感元件完成了框图中哪些部分？完成了框图中哪些部分？ABnPC带非线性速度反馈的闭环转速控制器带非线性速度反馈的闭环转速控制器 WP7系列发动机的主燃油泵系列发动机的

4、主燃油泵被控对象被控对象执行机构执行机构液压液压放大器放大器程序给定程序给定装置装置参数测量参数测量典型机械液压控制系统方块图典型机械液压控制系统方块图分油活门分油活门柱塞泵柱塞泵发动机发动机机械离心式转速敏感元件机械离心式转速敏感元件（1）稳定平衡状态）稳定平衡状态（2）环境条件变化）环境条件变化（3）工作状态变化）工作状态变化ABC性能分析性能分析液液压压放放大大器器执执行行机机构构发发动动机机n1测测量量1n- -1nfWm)(f01ny典型闭环转速负反馈控制系统方块图典型闭环转速负反馈控制系统方块图机械离心式转速敏感元件机械离心式转速敏感元件带泵发动机带泵发动机操纵机构机械离心式转速敏

5、感元件机械离心式转速敏感元件2222mmynyhd ydyTTyK nK hdtdt)()(0nnKnhKKKnKhKyynynyhynynyh机械离心式转速敏感元件机械离心式转速敏感元件机械离心式转速敏感元件结构图机械离心式转速敏感元件结构图带非线性速度反馈的负重叠量分油活门式液压放大器带非线性速度反馈的负重叠量分油活门式液压放大器eAqxbdtdcc31dtdx13ex 33exKAqjCCbxe333ebKAqjCCbx xKzj1dtdKdtmdKdtxdxjj13200带非线性速度反馈的分油活门式液压放大器带非线性速度反馈的分油活门式液压放大器zdtzdyKmdtmdTccccxKz

6、1 jdtxdKdtmdKdtxd13 j2jdtxd1ex3exKAq33 jccbxe3ebKAq33 jccbx 0带非线性速度反馈的分油活门式液压放大器结构图带非线性速度反馈的分油活门式液压放大器结构图带柱塞泵的发动机带柱塞泵的发动机 sFasasbsKsWasasbsKsN212fHfH1f2121111H sFasasbsKsWasasbsKsN212fLfL1f2122121L) s (NbsKbsKK) s (MK) s (WL21211111nmfe) s (W) s (Wsf1f带柱塞泵发动机的结构图带柱塞泵发动机的结构图 双转子发动机低压转子转速控制系统结构图双转子发动机

7、低压转子转速控制系统结构图 简简 化：化：1、双转子发动机双转子发动机简化为不考虑燃烧延迟的简化为不考虑燃烧延迟的单转子发动机单转子发动机简简 化：化：2、带、带非线性速度反馈非线性速度反馈的分油活门式液压放大器简化为的分油活门式液压放大器简化为带速度反馈带速度反馈的分油活门式液压放大器的分油活门式液压放大器简化后的液压放大器结构图简化后的液压放大器结构图 简化后的液压放大简化后的液压放大器动态方程器动态方程简化后的转速控制系统结构图简化后的转速控制系统结构图转速转速敏感元件敏感元件带速度反馈的带速度反馈的液压放大器液压放大器单转子带泵发动机单转子带泵发动机 结构简化的转速控制系统结构图结构简

8、化的转速控制系统结构图ynKcKmK/cTKK21()()1uu cb c uucbc uT STTT STTT S (1)TTTnKT SK Knf0n0.819,0.282,0.826,11.6733.63,1.234,33.87cucyncbcTTKK(0.5121)0.279( )HfsNWs发动机最大状态的发动机模型发动机最大状态的发动机模型发动机最大状态的控制器参数发动机最大状态的控制器参数109.496(0.2821)( )(12.81)(0.04351)(0.5121)sG ssss发动机地面最大状态的开环传递函数发动机地面最大状态的开环传递函数 速度反馈速度反馈 无速度反馈无

9、速度反馈 比例反馈比例反馈 0.05s延迟延迟 0.2s延迟延迟转速控制系统对数幅相频率特性转速控制系统对数幅相频率特性 速度反馈速度反馈 不带反馈不带反馈 比例反馈比例反馈 0.05s延迟延迟 0.2s延迟延迟fW*4Ttt纯延迟环节纯延迟环节发动机发动机fW)(tn)(tWf 无延迟无延迟 0.05s延迟延迟 0.2s延迟延迟( )( )1( )G ssG s109.496(0.2821)( )(12.81)(0.04351)(0.5121)sG ssss开环传递函数开环传递函数闭环传递函数闭环传递函数拉氏反变换拉氏反变换系统时域特性系统时域特性不带反馈不带反馈 速度反馈速度反馈 比例反馈

10、比例反馈转速控制系统过渡过程曲线转速控制系统过渡过程曲线带速度反馈的转速控制系统具有超调量小、调节时间短、静态误差小的特点（既快又稳）0.2790.512s+1Transfer Fcn2num(s)0.282s+1Transfer Fcn110.819s+1Transfer FcnStepScope-K-Kyn1Kn1Km-K-Kc1-K-Kcdu/dtDerivative飞行高度对控制系统性能的影响飞行高度对控制系统性能的影响 燃烧延迟对控制系统性能的影响燃烧延迟对控制系统性能的影响 非线性反馈对控制系统性能的影响非线性反馈对控制系统性能的影响 高度升高，转速控制系统的快速性降低，过高度升高

11、，转速控制系统的快速性降低，过渡过程振荡加剧渡过程振荡加剧 系统开环幅频特性不变，相频特性下移系统开环幅频特性不变，相频特性下移, ,系统系统稳定性变差稳定性变差 保证系统有良好的动静态性能，但参数选择保证系统有良好的动静态性能，但参数选择不好，可能导致小幅度的自激振荡不好，可能导致小幅度的自激振荡 某发动机转速调节系统各环节方程为：某发动机转速调节系统各环节方程为： 发动机：发动机：(0.285s+1)N(s)=0.25Wf(s)-0.2p2t(s) 转速敏感元件：转速敏感元件：(0.18s+1)Y1(s)=5.8(N0(s)-N(s) 放大随动装置：放大随动装置：M(s)=Y1(s)+Y2

12、(s) 柱塞式油泵：柱塞式油泵：Wf(s)=M(s)+N(s) p2t 压力敏感元件：压力敏感元件：Y2(s)= Ap2t(s) A=0.4 (1) 画出系统结构图，求系统的传递函数；画出系统结构图，求系统的传递函数； (2) 系统能否做到对系统能否做到对p2t(s)完全补偿（静态无差）完全补偿（静态无差）? A为何值时，才能对为何值时，才能对p2t(s)完全补偿完全补偿?( )R s( )E s1( )G s2( )G s( )F s( )H s( )C s( )B s输入信号下的闭环传递函数输入信号下的闭环传递函数1212( )( )( )( )( )1( )( )( )RG s G sC ssR sG s G s H s( )0F s 令闭环系统的传递函数闭环系统的传递函数( )R s( )E s1( )G s2( )G s( )