, (3)
Для оценки можно учитывать различные критерии: критерий наибольшего отклонения, интегральный критерий, интегральный среднеквадратический критерий, вероятностно-зональный. Проведенные исследования позволили в качестве критерия оценки суммарной погрешности расходомера принять интегральную среднеквадратическую погрешность, определяемую в виде
. (2)
Пользуясь этими обозначениями, систему уравнений (1) можно записать в виде:
где , , - реальные функции преобразования, измерения и цифровой обработки сигналов расходомера; , , - идеальные функции преобразования, измерения и цифровой обработки сигналов расходомера; , , - погрешности измерения, обусловленные наличием помех , , и расхождением реальных функций от идеальных функций.
, (1)
Основной задачей расходомеров массы является максимально точное определение массы топлива. Погрешности, обусловленные неточностью преобразования, измерения и обработки сигналов в функциональных блоках расходомера можно найти по зависимостям:
Рис. 2. Параллельная схема адаптивной коррекции
Направления, по которым проводятся работы по созданию быстродействующих расходомеров массы топлива, следующие: увеличение быстродействия и производительности всех подсистем; повышение точности датчиков; увеличение надежности всех элементов; усовершенствование алгоритмов действия аппаратуры и математического обеспечения, используемых в расходомере массы; усовершенствование архитектуры в целях увеличения структурной гибкости подсистем, обеспечивающей быстрое приспособление к меняющимся условиям эксплуатации.
Рис. 1. Последовательная схема адаптивной коррекции
В Уфимском государственном авиационном техническом университете в течение ряда лет разрабатывались и внедрялись опытные образцы нескольких типов расходомеров массы топлива. В этих расходомерах используется адаптивный метод коррекции нелинейностей в метрологических характеристиках датчиков объемного расхода, давления и температуры [5]. Применяется последовательная (рис. 1) и параллельная (рис. 2) схемы включения устройств адаптивной коррекции к датчикам. Аргументами функции в этих схемах адаптивной коррекции являются величины, характеризующие отклонения реальной функции преобразования (РФП) от идеальной функции преобразования (ИФП).
Современная измерительная техника использует ряд методов измерения расхода массы топлива. Однако все эти методы при измерениях расхода массы топлива обладают рядом недостатков. Поэтому современные системы точного измерения массы топлива должны быть основаны на измерении объема и удельной массы топлива (поток массы при этом определяют умножением потока объема на удельную массу). Дальнейшее развитие этих измерителей связано с измерениями объема и плотности топлива путем измерения объемного расхода, давления и температуры и пересчета их по уравнению состояния.
Особенность измерения расхода топлива в автомобильных и тракторных двигателях характеризуется тем, что часовой расход может изменяться в пределах 10 ÷ 60 кг на режимах полных нагрузок и снижается до 0,5 ÷ 2,0 кг на холостом ходу. Поэтому при проектировании расходомеров массы топлива для ДВС предпочтение отдают расходомерам, обладающим линейной характеристикой и отличающимся большой чувствительностью и разрешающей способностью, быстродействием и малыми габаритами, позволяющими размещать их в труднодоступных зонах ДВС. Весьма высокие требования должны также предъявляться к эффективности алгоритмического и программного обеспечения, среди которых ведущими качественными характеристиками являются быстродействие и стоимость.
Расходомеры массы топлива являются одним из основных элементов ТРА. Непосредственно взаимодействуя с исполнительными механизмами ТРА, они во многом определяют эффективность работы ТРА. Быстрое развитие за прошедшие два десятилетия конструкции ТРА, необходимость улучшения реализованных и решения новых проблем выдвигают на передний план задачу повышения основных метрологических параметров существующих расходомеров массы топлива. Основными требованиями к таким расходомерам являются: высокое, а в некоторых случаях - экстремально высокое быстродействие всех подсистем расходомера в режиме реального времени; цифровая обработка всех информационных потоков с использованием принципов распараллеливания и поточной конвейеризации вычислений; реализация измерительных и управляющих процедур с применением высокоточных вычислительных и адаптивных методов.
На создание новых поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) во всем мире ежегодно расходуются значительные средства, расходы эти с каждым годом возрастают и составляют значительную долю бюджета многих развитых стран. За последние годы резко возросли литровая мощность и экономичность ДВС, до десятых долей килограмма снизился их удельный вес, улучшились и другие оценочные показатели. Ужесточение экономических и экологических требований к поршневым ДВС побуждают непрерывно совершенствовать топливорегулирующую аппаратуру (ТРА) этих двигателей. Вполне очевидно, что на достигнутом уровне технического прогресса развитие и совершенствование любых ТРА немыслимо без целеустремленной и согласованной работы конструкторов, технологов и испытателей. Роль последних приобрела особую значимость, так как оценка параметров, определение ее соответствия эксплуатационным требованиям в конечном итоге принадлежит испытателям. Современная ТРА является сложной технической системой, в состав которой входят пространственный многозвенный исполнительный механизм (ИМ), система автоматического управления, основными компонентами которой являются информационно-управляющая система, алгоритмическое и программное обеспечение. Совершенство ТРА в значительной степени определяется совершенством системы управления, показатели которой существенно зависят от принципиальных решений и выбора параметров измерительных устройств, а также их конкретных реализаций. Адекватное математическое описание, например, регулятора массы топлива как сложного многомерного объекта также необходимо при разработке системы управления ТРА [4].
1. ФГБУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет», Уфа
Хасанов З.М. 1, Хасанова Н.В. 1, Зяблицев П.А. 1, Гирфатов М.А. 1
ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ СХЕМ АДАПТИВНОЙ ЛИНЕАРИЗАЦИИ НА ТОЧНОСТЬ РАСХОДОМЕРА МАССЫ ТОПЛИВА
Технические науки
ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ СХЕМ АДАПТИВНОЙ ЛИНЕАРИЗАЦИИ НА ТОЧНОСТЬ РАСХОДОМЕРА МАССЫ ТОПЛИВА - Технические науки - Современные проблемы науки и образования
Комментариев нет:
Отправить комментарий