Оценка и управление энергетическими процессами сельскохозяйственных агрегатов

• Автор: Левцев, Алексей Павлович
• Шифр специальности: 05.20.01, 05.13.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Саранск
• Количество страниц: 372 с. : ил.

Введение.

1.Современное состояние вопроса и задачи

исследования

1.1. Анализ нерациональных потерь мощности на выполнение механизированных процессов сельскохозяйственными агрегатами при неустановившсйся нагрузке.
1.2. Показатели, характеризующие эффективность энергетических процессов функционирования СХА

1.3. Анализ методов энергетического анализа динамических подсистем

1.4.Повышение реализуемости энергетического потенциала

сельскохозяйственных агрегатов

1.5. Цель и задачи исследования.

2.Теоретические основы оценки и управления энергетическими процессами

сельскохозяйственных агрегатов

2.1 .Методология оценки динамики и управления энергетическими процессами
сельскохозяйственных агрегатов
2.2.Связь интегральных и вероятностных характеристик энергетической цепи
2.3.Оценка реактивных потерь мощности в переходных режимах
3. Разработка математических моделей энергетических цепей динамических подсистем СХА.
3.1. Метод энергетических цепей для идентификации динамики систем
сельскохозяйственных агрегатов
3.1.1.Аналогии механических цепей.
3.1.2.Соотношения между энергетическими параметрами в многоканальной цепи
3.2. Энергетические цепи с нелинейными звеньями
3.2.1 .Механическая цепь теплового двигателя с регулятором Уатта и ее линеризация.
3.2.2. Динамические процессы при постоянной нагрузке Д
3.2.3. Эффект запаздывания
3.2.4. Переходные процессы в системе Тепловой двигатель механический
регулятор
3.3. Моделирование определяющих систем ДВС
3.3.1. Моделирование потерь от давления газовых сил на поршень в кривошипношатунном механизме.
3.3.2.Моделирование динамических процессов в турбокомпрессоре тракторного дизеля
3.3.3.Моделирование топливоподачи дизеля
3.4.Моделирование дизельгенератора с микропроцессорным регулятором
топливоподачи.
3.5.Энергетические цепи электрических согласующих устройств.
3.5.1. Энергетическая цепь синхронного генератора.
3.5.2.Энергетическая цепь асинхронного двигателя
З.б.Моделирование насосных нагрузок.
3.6.1.Моделирование динамики гидропривода поршневого насоса.
3.6.2.Энергстическая цепь центробежного насоса и гидравлической сети
3.7.Энергетическая цепь электропривода центробежного насоса с автономным
источником ограниченной мощности
4. Программа, методика и результаты экспериментальных исследований
4.1. Задачи, реализуемые автоматизированными системами экспериментальных исследований
4.1.1. Структура АСНИ.
4.1.2. Комплекс АКиУЭП
4.1.2. Лабораторная установка.
4.1.3. Обоснование числа каналов и параметров АЦП.
4.1 АОпределение числа разрядов АЦП.
4.2. Поверка измерительной аппаратуры.
4.3. Экспериментальные исследования.
4.3.1. Планирование эксперимента
4.3.2.Идентификация экспериментальных зависимостей и моделей
4.4.Результеты оценки ЭП и управления энергетическими процессами СХА.
4.4.1. Эконометры.
4.4.2. Энергоконтролирующие системы.
4.4.3. Демпфирующие устройства
4.4.4. Регуляторы.
5. Устройства, реализующие ЭП СХА.
5.1. Электромеханическая саморегулирующаяся трансмиссия МЭС.
5.2. Измерение крутящего момента сельскохозяйственных агрегатов.
5.3. Гашение пульсаций и измерение давлений в энергетических цепях
5.3.1.Измерение параметров продуктов сгорания в цилиндрах тепловых двигателей
5.3.2. Устройство для изменения степени сжатия в цилиндре ДВС с гашением колебаний давления и коррекцией температуры.
5.3.3.Устройство для гашения колебаний давления в трубопроводах.
5.4. Расчет техникоэкономической эффективности от применения разработанных средств реализации ЭП СХА.
5.4.1. Общая методика.
5.4.2. Расчет экономической эффективности от применения микропроцессорного регулятора.
5.4.3. Расчет экономической эффективности от демпфирующего устройства мобильного агрегата с трактором МТЗ
5.4.4. Расчет экономической эффективности от применения программного
комплекса АКиУЭП СХА
Заключение.
Библиографический список
Приложения.
ВВЕДЕНИЕ


Вантюсовым в качестве обобщенной оценки расхода механической энергии, конструктивного исполнения и поведения некоторых рабочих органов сельскохозяйственных машин в конкретных эксплуатационных условиях предлагается использовать величину , определяющую обобщенный фазовый сдвиг между полной мощностью и активной, т. Также в работе отмечается, что оценки полной и активной средних мощностей при переменном характере нагрузки отличаются на величину реактивной мощности р , циркулирующей в динамической системе. КПД. Если ерф 1, то это означает, что часть энергии двигателя агрегат превращает в реактивную. Когда 1, динамическая система превращает всю подведенную мощность двигателя в активную. Реактивная составляющая мощности, в основном, здесь определяется параметрами механической цепи , . В связи с этим сравнивать конструкции машин, по их динамическим свойствам, предлагается с помощью оператора реактивности динамической системы. Учитывая то, что энергетические процессы в СХА имеют высокую постоянную составляющую и вероятностный характер изменения силовой и кинематической составляющими мощности такая оценка имеет ограниченное применение. Рост энергонасыщенности особенно мобильных СХА обостряет проблему использования их энергоресурса на это обращают внимание в своих исследованиях Вантюсов . А., Дмитриченко С. С., Попов В. Н., Кычев В. Н., Ксеневич И. П. и ряд других ученых , 0, 4, 6, 3, 1, 3. Несоответствие между энергетикой мобильных СХА и технологическими возможностями рабочих машин, несогласованность в работе динамических систем мо0 бильного агрегата, значительно затрудняют решение данной проблемы. КР и удельный расход топлива на единицу тяговой мощности при тяговодинамических и тяговых испытаниях соответственно. В работе 7 Н. М. Шаровым предложена методика моделирования эксплуатационных параметров СХА применительно к заданным условиям функционирования. Расчетные методы оценок эффективности функционирования сельскохозяйственных агрегатов постоянно развиваются в связи с внедрением в исследовательский процесс средств вычислительной техники. При этом особое внимание уделяется разработке динамических моделей СХА. Методы энергетического анализа динамических систем базируются на составлении алгоритмов функционирования СХА. Для составления алгоритмов работы СХА используются уравнения Лагранжа и уравнения, составленные на основании объединенного закона изменения количества движения и момента количества движения. С их помощью академик П. Ел. У.
со. Ма1п1 МЫ
Ед
V г. Та 6
ЭА. ЕА
ЗТ
о
1. Методы алгоритмизации функционирования динамических систем сельскохозяйственных машин и машинных агрегатов развивались в связи с их автоматизацией, так как для расчета автоматических систем на устойчивость необходимо иметь математические модели функционирования как систем регулирования, так и объектов управления. Математические модели сельскохозяйственных машин как объектов управления функционирования могут определяться путем составления дифференциальных уравнений или методом идентификации т. Большой вклад в развитие теории энергетического анализа динамических подсистем внесли ученые СанктПетербургской школы А. Б. Лурье, С. А. Иофинов, Л. Е. Агеев, Николаенко, Ю. А. Вантюсов, А. П. Савельев, В. Н. Кербер и другие. Машиннотракторный агрегат, как потребитель механической энергии, рассматривается ими в виде многомерной динамической системы рис. Внешние условия и факторы внешние воздействия в данной системе образуют векторфункцию условий эксплуатации X, а выходные параметры рассматриваются в виде векторафункции оценочных показателей работы агрегата . На выходные параметры агрегата влияют также внешние управляющие воздействия, представляющие векторфункцию , и внутренние возмущающие воздействия агрегата, образующие векторфункцию внутренних возмущающих сил . В основу построения математических моделей функционирования динамических систем, согласно рис. X, , и свойств машины. Установление вида и структуры оператора IV является основой алгоритмизации функционирования машины, отмечается в работах 2, ,, 3,4, 0. IV хт 1. IV оператор одномерной системы. Рис.