Регулятор i;------

ВУ -! i-.

- - - -- -- I

Внешняя обратная связь.

I---------------------i

Рис. 2.9& Функциональная схема системы управления:

ИО - исполнительный орган; УП - усилительно-преобразовательные элементы; КУь КУг - корректирующие устройства; ОУ - объект управления

где ГФтн - геометрическая форма теплового ножа; - усилие поджатия теплового ножа; /(бр) - закон управления давлением в камере сгорания;/(едр) - закон управления перепадом давления. Нижние индексы у переменных - эф , пор , шт , др , тр , ж соответственно обозначают эффективный , поршень , штою>, дроссель , трение , жидкость .

Функциональная схема системы управления давлением в камере сгорания ГГ с ТН, включая внутренний контур регулирования по перепаду давления, показана на рис. 2.99.

Введение контура регулирования для перепада Лр позволяет производить стабилизацию среднего значения относительно программного значения Ар*. Однако при аппаратной реализации требуется тщательный подбор датчиков давления с близкими статическими характеристиками, обеспечивающими приемлемое изменение систематической погрешности Ьр при переменных давлениях.

Структура закона управления для давления в камере сгорания газогенератора в общем случае может иметь вид

ip = K,z + Kz + ]edt, (2.54)

о

так называемый пропорционально-интегрально-дифференциальный закон регулирования по ошибке Zp=p* - р. Соответствующим

Рис. 2.99. Функциональная схема системы управления с контуром регулирования для Ар:

I - давлением; 2 - расходом газа; 3 - скоростью горения; 4 - изменением

объема камеры сгорания; 5 - изменением местной скорости горения; 6 - силой поджатия ножа; 7 - давлением в газогенераторе; 8 - расходом жидкости; 9 - площадью сливного клапана; 70 - частотой срабатывания дросселя; 11 - разбросом давлений; 12 - перепадом давлений

подбором взаимовлияющих коэффициентов Ki= 1-3 обеспечивается желаемое качество управления. При этом коэффициентом Ki обеспечивается устойчивость контура управления,точность (величина статической ошибки) и быстродействие (время переходного процесса); коэффициент Кг - демпфирование колебаний в переходных процессах, а введение коэффициента Кз, при необходимости, дает нулевую статическую ошибку. При КзФО иногда наблюдается ухудшение качества регулирования, например увеличивается время и колебательность переходных процессов. Таким образом, параметрический синтез алгоритма управления рассматриваемого варианта ГГ с ТН представляет собой задачу определения не менее четырех параметров закона управления, обеспечивающих приемлемое качество контуров управления, а с учетом контура управления для оборотов турбины с пропорционально-дифферен-

циальным законом управления размерность параметрической задачи увеличивается до шести.

23. КОМБИНИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ УПРАВЛЕНИЯ ВЫХОДНЫМИ ПАРАМЕТРАМИ ЭУТТ

Обеспечить большую глубину регулирования модуля тяги (секундного расхода) можно при одновременном использовании нескольких способов управления, например изменении поверхности (скорости) горения заряда и площади критического сечения сопла. Проведем сравнительный анализ применимости трех схем ЭУТТ при следующих исходных данных:

требуемая глубина регулирования тяга (расхода) не менее 10;

использование в энергоустановке твердого топлива с показателем степени в законе скорости горения не более 0,5 и температурой ПС не более 1600 К;

обеспечение минимальной массы ЭУТТ, максимальной чувствительности к управляющим воздействиям, выполнение гарантийных сроков хранения, высокая надежность и минимальная стоимость.

Для анализа выберем следующие схемы ЭУТТ:

с регулируемой площадью критического сечения сопла;

с гидравлическим регулированием и изменяемой площадью критического сечения сопла;

с тепловым ножом и изменяемой площадью критического сечения сопла.

Сделаем следзгющее упрощающее допущение: регулирование площади критического сечения сопла осуществляется дискретно по принщ1пу открыто-закрыто. Изменение может осуществляться с помощью двухпозищюнного клапана, приводимого в действие газами или электромагнитами. В этом случае выбранные для анализа схемы приобретают конкретный вид (рис. 2.100).

В рассматриваемых двигателях могут быть использованы как баллиститные, так и смесевые топлива. Применение смесевых топлив более предпочтительно: они допускают прочное скрепление заряда с корпусом двигателя и имеют более низкий порог устойчивого горения по давлению. Как правило, смесевые безметальные