Файл: Гликман Б.Ф. Автоматическое регулирование жидкостных ракетных двигателей.pdf

Г Л А В А II

НЕКОТОРЫЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

2.1. ПОНЯТИЕ О ЗАМКНУТЫХ СИСТЕМАХ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

Втехнике нашло применение огромное количество автомата-- веских систем, выполняющих разнообразные функции по управ­ лению или стабилизации различных физических процессов той или иной природы.

Вкачестве примеров можно привести следующие автомати­ ческие системы.

1.Система управления давлением в емкостях с компонента­ ми на стенде для испытания ЖРД.

2.Система автоматики на стенде или на ракете, вырабатыва­ ющая в определенной последовательности с заданными интерва­ лами команды на открытие или закрытие клапанов при запуске

иостанове двигателя.

3.Система поддержания (стабилизации) соотношения компо­ нентов в двигателе.

Объект, в котором происходит процесс, подлежащий регули­

рованию, называется о б ъ е кт о м р е г у л и р о в а н и я . Автома­ тически действующее устройство, предназначенное для поддер­ жания в заданных пределах или изменения по заданной програм­

тор в общем случае представляет из себя сложный комплекс вза­ имодействующих между собой агрегатов, которые обычно можно расчленить на 'ряд более простых элементов-звеньев.

Системы регулирования делятся на незамкнутые и замкну­ тые. Структурная схема незамкнутой системы представлена на

77

рис. 2.1. Источником управляющего воздействия может быть человек или автоматическое устройство, работающее по опреде­ ленной программе или под влиянием изменения внешних усло­ вий (давление, температура, напряжение в сети и т. д.). В не­ замкнутой системе изменение параметров объекта влияет на ра­ боту управляющей системы.

Примером незамкнутой системы может служить система под­ держания давления в стендовой 'Магистрали с помощью ручного дроссельного устройства, которым управляет оператор. Если в этой стендовой системе поддержания давления вместо дросселя,

управляемого оператором, установить газовый редуктор а:, сис­ тема из незамкнутой превращается в замкнутую.

Замкнутая автоматическая система — система более совер­ шенная, так как автоматический регулятор реагирует не только на управляющее воздействие (рис. 2.2), но с помощью обратной связи контролирует режим работы объекта. Обратная связь обе­ спечивает точное выполнение системой управления команд, по­ ступающих в виде управляющих 'воздействий от оператора, зада­ ющего или программного устройства, и компенсацию отклонений в режиме работы объекта регулирования, возникающих из-за внешних возмущающих воздействий.

Принцип работы замкнутой системы регулирования с обрат­ ной связью сводится к следующему: в результате сравнения на чувствительном элементе регулятора заданной величины управ­ ляющего воздействия с действительной величиной регулируемо­ го параметра формируется сигнал рассогласования (ошибки регулирования). В регуляторе сигнал рассогласования приводит*

* Регулятор давления, поддерживающий давление за собой.

78

в движение регулирующий орган, который создает регулирую­ щее воздействие «а объект, направленное на уменьшение рассо­ гласования. В замкнутой системе регулируемый параметр нахо­ дится все время под контролем регулятора, который до тех пор воздействует на объект с целью изменения его параметров, пока не исчезнет сигнал рассогласования, т. е. пока регулируемая величина не совпадет с заданным значением. Рассогласование может появиться или в результате 'изменения параметров регу­ лируемого объекта из-за влияния возмущающих воздействий, или в результате изменения управляющего воздействия при рабо­ те программного устройства.

Источниками возмущений могут являться изменения как внут­ ренних параметров объекта (внутренние факторы), так и внеш­ них условий (внешние факторы). В двигателе внутренними воз­ мущающими факторами являются изменения таких его парамет­ ров, как: перепад давления в гидравлических трактах, к. п. д., напоры и наклоны характеристик насосов и турбины, темпера­ турная зависимость для газогенератора, геометрические разме­ ры сопла и т. д.

Внешними факторами для двигателя являются изменение параметров компонентов на входе в двигатель: давления, темпе­ ратуры, плотности и т. д.

Система автоматического регулирования, поддерживающая с заданной точностью постоянное значение регулируемой величи­ ны, называется с и с т е м о й с т а б и л и з а ц и и. Примером такой системы может служить регулятор соотношения компонентов (РСК), который в процессе работы поддерживает постоянным соотношение между расходами окислителя и-горючего, поступа­ ющих в двигатель.

лятор тяги двигателя), команды на изменение настройки кото­ рого поступают от системы управления ракетой, для которой двигатель является исполнительным органом.

В системах программного регулирования значение регулируе­ мого параметра изменяется во времени по заранее заданному закону. Примером такой системы может служить стендовая система автоматического управления двигателем, изменяющая его параметры (давление в камере и соотношение компонентов) по заранее заданному закону. ,

На объекте, в том числе и на двигателе, могут одновременно использоваться несколько регуляторов, каждый из которых под­ держивает какой-нибудь один параметр (например, регуляторы давления в камере сгорания и соотношения компонентов в двига­ теле) .

79