Аналогово-цифрова система керування дизель-генератором

Реферат: Аналогово-цифрова система керування дизель-генератором включає до свого складу мікроконтролери, два інтегратори, один компаратор, пристрій вибірки-збереження, інвертор та логічний інвертор, два кон'юнктори за вартісним критерієм, причому до її складу додатково включена аналогова частина, яка здійснює розрахунок диференційного рівняння першого порядку двигуна аналоговими компонентами, при цьому формування керуючого сигналу відбувається за умовою мінімізації витрат. UA 91475 U (12) UA 91475 U UA 91475 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Корисна модель належить до промислової електроніки та може бути використана в системах автоматичного регулювання режимом робити дизель-генератора та дизельним двигуном і ДВЗ за вартісним критерієм. Зниження експлуатаційних витрат дизельного палива на роботу дизель-генератора досягається шляхом введення у систему керування двигуном аналогової частини, що покращує швидкодію системи. Відома система регулювання дизель-генераторів, переважно тепловозів [1]. До її складу входять контролер, виконавчий механізм, вузол управління потужністю навантаження, датчик частоти обертання колінчастого вала. В цій системі регулювання сталий режим роботи дизельгенератора характеризується відповідністю потужності генератора, що витрачається на тягу, і положення рейок паливних насосів дизеля. Однак ця система не може забезпечити задання та підтримку оптимальної з точки зору вартісного критерію потужності навантаження. Найбільш близькою за технічною суттю до системи, що заявляється, є система регулювання паливоподачі двигуна внутрішнього згорання транспортної енергетичної установки [2]. До складу системи, крім дизеля, входять мікроконтролерний блок керування (МБК), блок датчиків, механічний пристрій задання рейок положення паливних насосів - еквівалент контролера із системи [1], виконавчі механізми переміщення рейок паливних насосів. Сигнали з датчиків надходять на відповідні входи МБК, виходи якого з'єднані з відповідними входами виконавчих механізмів переміщення рейок паливних насосів та зміни випередження подачі палива. В МБК у вигляді графіків знаходяться різні залежності випередження подачі палива від режиму роботи дизеля, які коректуються іншими залежностями та параметрами. У системі більша кількість датчиків, ніж у попередній, та безсумнівні переваги за рахунок наявності інтелектуального блока МБК. В той же час ця система не має зворотного зв'язку по такому ключовому параметру, як величина випередження подачі палива, що знижує точність його задання відповідним виконавчим механізмом і відповідно ефективність процесу регулювання в цілому знижується. Крім того, в системі [2] регулювання паливоподачі функцію обрахунку кількості палива здійснюється лише мікроконтролером, що в свою чергу тягне за собою затримки в часі та порушує стійкість системи в цілому. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення системи керування дизельгенератором шляхом додаткового введення аналогової частини для розрахунку диференційного рівняння першого порядку двигуна аналоговими компонентами, що забезпечує досягнення більшої швидкодії та зменшення витрат палива, а також покращує стійкість системи. Наявність у даній системі аналогової частини, яка здійснює розрахунок диференційного рівняння першого порядку двигуна аналоговими компонентами, дозволяє значно збільшити швидкодію системи керування, а також зменшити витрати палива на роботу дизель-генератора. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де на кресленні зображено функціональну схему. Аналогово-цифрова система керування дизель-генератором складається з мікроконтролера - 1 (креслення), двох інтеграторів - 2 та 3, одного компаратора - 4, пристрою вибіркизбереження - 5, інвертора - 6 та логічного інвертора - 7, двох кон′юнкторів - 8 та 9. Принцип роботи системи наступний. В момент подачі сигналу керування на виході компаратора присутній логічний нуль. В момент рівності керуючого сигналу і сигналу зворотного зв'язку компаратор 4 формує логічну одиницю і на пристрій вибірки-збереження 5 надходить логічний нуль. Кінцевим етапом аналогової частини є обчислення виразу T0 45 R   P( t )dt . ( 1 ) 0 50 55 Інтегратор 2 та інтегратор 3, а також інвертор 6 і кон′юнктори 8 та 9 призначені для обчислення значення виразу R (1). Компаратор 4 порівнює діюче значення та значення сигналу зворотного зв'язку, та визначає тривалість часового інтервалу формування сигналу. Пристрій вибірки - зберігання 5 служить для фіксації значення виразу R наінтервалі формування сигналу, логічний інвертор 7 - для подачі керуючого сигналу. Мікроконтролер 1 в свою чергу, відправляє еквівалентні значення напруг для сигналів керування та зворотного зв'язку, а також початкові умови інтегрування. У відповідь надходять сигнал з компаратора, а на наступному та завершальному кроці значення R виразу (1). Джерела інформації: 1. Устройство снижения расхода топлива двигателем внутреннего сгорания. Патент РФ 2405956 - М. кл. F02D29/06, 2009 2. Система автоматичного регулювання паливоподачі дизель-генераторної установки 1 UA 91475 U транспортних засобів. Патент України № 62057 - К. кл. F02D29/06, 2003. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Аналогово-цифрова система керування дизель-генератором, що включає до свого складу мікроконтролери, два інтегратори, один компаратор, пристрій вибірки-збереження, інвертор та логічний інвертор, два кон'юнктори за вартісним критерієм, яка відрізняється тим, що до її складу додатково включена аналогова частина, яка здійснює розрахунок диференційного рівняння першого порядку двигуна аналоговими компонентами, при цьому формування керуючого сигналу відбувається за умовою мінімізації витрат. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2