Разработка математического обеспечения автоматизированной системы испытаний на основе моделирования двигателей внутреннего сгорания

• Автор: Бахвалова, Вера Сергеевна
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Набережные Челны
• Количество страниц: 128 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Современные методы моделирования режимов работы

двигателя внутреннего сгорании и разработки автоматизированной системы испытаний.

1.1. Математическое обеспечение АСИ ДВС

1.2.Математическое моделирование ДВС.

1.3.Виды испытаний и их назначение.

1.3.1. Опытноконструкторскис испытания.

1.3.2. Серийные испытания.

1.3.3. Эксплуатационные испытания.

1.4.Обзор испытательных стендов

1.5.Методы исследования двигателей.
1.5.1. Стационарные исследования двигателей.
1.5.2. Динамические исследования
1.6. Анализ данных обзора и постановка задачи
1.7.Выводы по главе
Глава 2. Формализация технологического процесса испытаний двигателей
2.1. Разработка информационного обеспечения систем испытаний
2.2. Декомпозиция техпроцесса испытаний
2.2.1. Получение модели перемещения рейки топливного насоса для
2.2.1.1. Получение модели перемещения рейки топливного насоса для ДВС без наддува
2.2.1.2. Получение модели рейки топливного насоса для ДВС с независимым автономным турбонадцувом.
2.2.1.3. Получение математической модели изменения нагрузки для ДВС без наддува
2.2.1.4. Получение математической модели изменения нагрузки для ДВС с независимым автономным турбонаддувом.
2.3.Выводы по главе.
Глава 3. Получение параметров расчетных моделей
3.1. Определение области устойчивости ДВС в области одного
параметра.
3.2. Определение области устойчивости ДВС с автономным
турбонаддувом в области двух параметров
3.3. Получение коэффициентов математической модели ДВС с наддувом
по экспериментальной кривой
3.3.1. Определение коэффициентов дифференциального уравнения ДВС с независимым автономным турбонаддувом.
3.3.2. Аппроксимация переходной характеристики решением дифференциального уравнения второго порядка
3.4. Выводы по главе
Глава 4. Имитационное моделирование испытаний ДВС
4.1. Разработка структурной схемы имитационной модели.
4.2. Проверка адекватности полученной модели
4.3. Получение характеристик по выходным данным модели.
4.4. Выбор и расчет исполнительного механизма.
4.5. Выводы по главе
Заключение.
Литература


Модели строятся в виде систем дифференциальных, интегральных, алгебраических уравнений, сеток и др. Сложность создания программного обеспечения автоматизированной системы испытаний двигателей связана с функционированием систем в реальном масштабе времени и наличием временных ограничений на реакцию и обработку разнообразных входных сигналов и ситуаций, а также с необходимостью одновременной реализации различных циклограмм управления агрегатами объекта испытаний! С другой стороны, программный комплекс АСИ двигателей должен обеспечить выполнение достаточно большого многообразия исследовательских, доводочных и серийных испытаний многочисленных типов и модификаций ДВС [1,3]. Хочу выразить благодарность к. Зубкову Е. В., с которым совместно были получены решения обратной задачи по нахождению > управляющих воздействий. Объектом диссертационного исследования является автоматизированная система испытаний двигателей внутреннего сгорания. Предметом исследования является алгоритм управления двигателем внутреннего сгорания в составе автоматизированной системы испытаний. Целью диссертационной работы является повышение эффективности системы настройки АСИ ДВС на произвольные технологии испытаний на базе их представления в виде графических моделей и математического моделирования ДВС. В первой главе проводится краткий- обзор применяемого математического обеспечения АСИ ДВС. Кратко рассмотрены виды испытаний двигателей Испытания относятся к числу наиболее ответственных и трудоемких этапов жизненного цикла ДВС. На этом этапе осуществляется^ окончательная оценка конструкции, определяется ее соответствие техническим- и технологическим параметрам. Двигатели представляют собой сложные- технические системы. На всех стадиях жизненного цикла они подвергаются различного рода испытаниям, объем и трудоемкость которых, как, показывает практика, непрерывно возрастают. Одно из наиболее эффективных решений по. АСИ позволяет повысить качество и эффективность конструкторских разработок, сократить сроки- доводки и усовершенствования двигателей при снижении себестоимости проведения стендовых испытаний. Объектом управления является испытательный стенд с установленным двигателем и технологическим оборудованием, обеспечивающим проведение испытания. В зависимости от вида испытаний может изменяться как состав взаимодействующего с АСИ оборудования, так и технология проведения испытания. Большинство систем автоматизации испытаний разрабатывалось по индивидуальным заказам, и каждая из таких АСИ, практически являлось уникальной системой. Наряду с ними, на предприятиях машиностроения, используются АСИ ДВС, разработанные на базе типовых, серийно выпускаемых измерительно-вычислительных комплексов (ИВК). Проанализировав используемые с настоящее время методики проведения испытаний, сделан вывод, что такая задача в настоящее время рассмотрена поверхностно и еще не нашла практического применения, так как используемое для испытаний оборудование не позволяет применять эту технологию. Поставленная задача приводит к определению математических зависимостей, описывающих ДВС, относительно управляемой величины — перемещения рейки топливного насоса. Решение этого уравнения даст зависимость частоты вращения вала от перемещения рейки топливного насоса. Во второй главе проводится формализация технологического процесса испытаний двигателей. Целью оценки технического состояния двигателя является определение значений структурных параметров, непосредственно характеризующих техническое состояние двигателя, его узлов и деталей. Определение необходимого и достаточного количества параметров, которые позволяли бы достоверно оценивать техническое состояние двигателя в целом, его систем, механизмов и отдельных деталей, основывается на анализе физических процессов, протекающих в двигателе, и закономерностях их развития. Для настройки АСИ двигателей предлагается использовать графический интерфейс, включающий в себя интегрированную среду программирования, основанную на. РВИ-блоков 8САБА-систем. Графический элемент технологии несет в себе параметры настройки.