Добавить в Избранное Internet Explorer
Добавить в Закладки (для Firefox)



3 Стр. - Продолжение...

Практика

Управляющее воздействие u – это величина проходного сечения регулируемого байпасного канала. Например, в регуляторе холостого хода на базе шагового двигателя величина управляющего воздействия однозначно определяется текущим положением (номером шага) подвижного штока (рис. 8). Всего шагов 256 – от 0 до 255. Чем больше номер шага, тем сильнее втянут шток, и тем больше проходное сечение байпасного канала.

 

 

Рис. 8. Временная диаграмма текущего положения подвижного штока РХХ

(на примере системы управления двигателем BOSCH MP 7.0H)

 

Регулирование холостого хода прогретого двигателя происходит на участке a-b.

В точке b двигатель выключен и быстро глохнет. Шток РХХ, «пытаясь» поддержать обороты, резко втягивается с 11 шага на 204-й (точка с): 255 * 80% = 204.

Участок c-d-e: шток после остановки двигателя устанавливается на 90-й шаг для обеспечения последующего пуска. В точке е провал, но это не шаг изменился с 90-го на нулевой, а просто выключено зажигание автомобиля.

Участок f-g: включено зажигание, и через несколько секунд – после предварительной работы топливного насоса – произведен пуск двигателя в точке g.

На участке g-h выполняется функция постстарта – повышенные обороты обеспечивают уверенный пуск, затем быстро и плавно снижаются до нормальных холостых оборотов.

Всплеск оборотов в точке q показывает, что по причине какого-то возмущающего воздействия двигатель снизил обороты, но шток РХХ перешёл на более высокий шаг, чем воспрепятствовал остановке двигателя, а затем вернулся назад.

В дальнейшем на участке q-k происходит регулирование холостого хода прогретого двигателя с частыми незначительными перемещениями штока, выражающимися в колебаниях графика. В точке k текущее положение штока имеет 11-й шаг (таблица).

 

Присказка

Это только присказка, сказка впереди, – пел Владимир Высоцкий.

Так вот, то, что было выше сказано, – это присказка о том, как всё замечательно придумано.

Но, если вы обратили внимание, везде – и в теории, и на практике – имеют место частые отклонения  действительных оборотов вокруг требуемых. Небольшие такие колебания. К сожалению, без них САУ принципиально жить не может – ведь если не будет отклонений, то не будет и регулирования. Хорошо, если всё исправно, и отклонения действительно небольшие, находятся в заданном диапазоне, а инерционность системы такова, что они успевают отрабатываться. Но на практике часто бывает иное, и тогда такая замечательная автоматика доставляет немало головной боли.

В частности, вышеприведенный пример (рис. 8) показывает, что система настроена неверно. РХХ системы управления двигателем BOSCH MP 7.0H должен иметь на холостом ходу значение шага не 11, а близкое к 43…

И тут мы (по Высоцкому) обязаны перейти к сказке.

 

Сказка

 Часто случается, что в каком-то звене САУ отклонение выходит за заданные рамки, и отработать их системе не «по зубам». Тогда обороты «зависают» на высокой цифре – двигатель «молотит». Или «зависают» на малом значении, что чаще всего заканчивается остановкой двигателя. Пример: в РХХ изношена червячная передача двигатель-шток, и шток клинит в крайних положениях.

А если инерционность какого-то звена системы перестала соответствовать заложенным параметрам, и в данный момент требуется отработать, например, положительное отклонение, но оно (звено) ещё отрабатывает предыдущее, отрицательное отклонение? В этом случае отрицательная обратная связь превращается в связь положительную, т.е. обороты упали, а система их ещё больше снижает. Обороты выросли, а система подбрасывает их ещё выше. И двигатель начинает безостановочно «пилить» вверх-вниз, т.е. превращается в генератор – генерирует «пилу». Пример: нарушен сам диапазон регулирования, и  инерционность системы перестала ему соответствовать.

Бывают и такие варианты, когда сама САУХХ исправна, но обороты далеко и резко «забрасываются» вверх или вниз по какой-то иной причине. Система пытается их так же резко возвратить, но обороты от этой резкости проскакивают по инерции диапазон регулирования, и двигатель аналогично непрерывно «пилит». Пример: отклонения в составе топливовоздушной смеси.

Как ни крути, а чтобы успешно бороться с нестабильностью х.х., необходимо затронуть вопросы устойчивости САУ.

 

Устойчивость

Устойчивая система – это система, способная возвратиться в состояние установившегося равновесия после снятия возмущения, нарушившего это равновесие.

Неустойчивая система непрерывно удаляется от равновесного состояния или совершает вокруг него колебания с возрастающей до определённого предела амплитудой (типа «двигатель пилит»).

Образно поведение устойчивой и неустойчивой систем показаны на рис. 9, а соответствующие временные диаграммы переходных процессов системы регулирования х.х. – на рис. 10. Заметим, что устойчивая система одна, а неустойчивых – даже теоретически в два раза больше.

 

 

Рис. 9. Устойчивость системы автоматического управления:

а устойчивая система; б – неустойчивая система с непрерывным удалением от равновесного состояния; в – неустойчивая колебательная система

 

 

Рис. 10. Переходные процессы системы автоматического регулирования холостым ходом:

а устойчивая система; б – неустойчивая система с непрерывным удалением от равновесного состояния; в – неустойчивая колебательная система; nхх – требуемое значение оборотов холостого хода; 2Δ – номинальный диапазон регулирования; tв – момент снятия возмущающего воздействия

 

Зачем мне это? – спросит иной диагност-практик. Ответим: именно для практики, т.к. структурируется, а значит, облегчается понимание и поиск неисправности. Ведь из самого определения устойчивости прямо вытекает, что система может быть неустойчивой по одной из трёх причин:

- нарушение структуры системы, например, отключилось какое-то её звено;

- нарушение параметров какого-то звена;

- наличие возмущения, т.е. имеется неисправность, которая находится вне САУ.

Зная это, проще построить алгоритм поиска неисправности.

Устойчивость САУ – необходимое условие её эффективного функционирования. Но не достаточное. Не менее важное значение имеет качество управления.

 

Качество

Качество управления выражается в форме кривой переходного процесса от снятия возмущения до получения нужного значения оборотов холостого хода. Если двигатель после снятия возмущения будет переходить к холостому ходу с такими перепадами (колебаниями) оборотов, как показано на рис. 10а, ясно, что такое качество не устроит водителя, т.к. будет вызывать значительный дискомфорт.

Качество управления оценивается многими параметрами, но здесь мы рассмотрим только те, на которые можно повлиять в процессе ремонта (настройки). А их всего три: время переходного процесса, перерегулирование и число колебаний.

 

 

Рис. 11. Качество управления системы автоматического регулирования холостым ходом:

а – при пуске двигателя; б – при сбросе оборотов; nхх – требуемое значение оборотов холостого хода; 2Δ – номинальный диапазон регулирования; nmax, nmax – максимальное и минимальное значения оборотов; tп – время пуска и постстарта; tпп – время переходного процесса

 

Время переходного процесса tпп – это время от снятия возмущения до момента, начиная с которого колебания не превышают Δ. Обычно tпп  3…5 секунд.

Перерегулирование s – это относительное максимальное отклонение оборотов от требуемого значения. s = 100 (nmax / nxx – 1) %  или  s = 100 (1nmin / nxx ) % . Допустимое значение s = 10…15 %.

Число колебаний (пиков) k, выходящих за пределы диапазона регулирования 2Δ,  исчисляется за время tпп. Оптимально k = 1.

Показанный на рис. 11 колебательный переходный процесс с числом колебаний k  2 является неприемлемым. Нормально работающая система управления холостым ходом должна иметь апериодический 1 или монотонный 2 переходный процесс (рис. 12).

Рис. 12. Виды переходных процессов при сбросе оборотов двигателя:

1 – апериодический переходный процесс; 2 – монотонный переходный процесс; 3 – колебательный переходный процесс; nхх – требуемое значение оборотов холостого хода; 2Δ – номинальный диапазон регулирования;  tпп – время переходного процесса

 

Как правило, при апериодическом процессе обороты холостого хода быстрее входят в диапазон регулирования, однако из-за наличия перерегулирования система при неблагоприятных условиях весьма склонна к срыву в колебания. Недостатком монотонного переходного процесса является некоторая временная задержка. Оптимальной считается система с максимально быстрым монотонным процессом на грани перехода в апериодический процесс. Хорошими показателями также характеризуется система с апериодическим процессом при минимальном перерегулировании (s < 5…7%). Другими словами, нужно нечто вроде золотой середины между монотонным  и  апериодическим процессами.

Для поддержания устойчивости и должного качества управления в процессе эксплуатации автомобиля регулярно проводится техническое обслуживание системы.

 

Читать далее 4стр. тут >>


Для перехода на главную страницу нажмите З Д Е С Ь




Copyright: "Просто Инжектор©" 2007

Rambler's Top100