《航空发动机控制实验指导书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《航空发动机控制实验指导书（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、航空发动机控制实验指导书（能源与动力学院用）张天宏编南京航空航天大学能源与动力学院2004年7月 文档可自由编辑打印目 录引 言1实验一、柱塞泵特性实验2实验二、离心泵特性实验6实验三、分油活门的压力位移特性实验9实验四、数字控制的实现（设计性实验）12附 DOS下定时的信号采集与输出程序exp.c17实验五、被控对象的参数识别22实验六、单回路控制系统参数整定（设计性实验）25附录：自动控制综合教学实验系统使用说明291 实验系统的工作原理292 硬件使用说明313 软件使用说明0引 言1实验总体要求实验是本课程重要的实践性教学环节，是考核本课程学习成绩的一个组成部分。通过实验，要求学生达到
2、：（1）基本掌握典型控制元件及电子控制系统的实验方法；（2）了解实验设备和仪器的基本工作原理，并掌握使用方法；（3）正确进行实验数据的整理，对实验结果进行分析，并独立写出实验报告。2航空发动机控制实验安排分控制元件实验和控制系统实验两部分：（1）控制元件实验 柱塞泵特性实验（可作为容积式泵试验方法的参考材料） 离心泵特性实验 分油活门的压力位移特性实验 数字控制器的实现（设计性实验）（2）控制系统实验 被控对象参数的参数识别 单回路控制系统参数整定（设计性实验） 实验一、柱塞泵特性实验（一） 实验目的1 熟悉柱塞泵（容积泵）特性的实验方法及实验设备和测试仪器；2 通过实验绘制柱塞泵特性曲线，掌
3、握容积式泵特性的一般变化规律；3 通过实验观察柱塞泵供油脉动所引起的压力脉动规律。（二） 实验内容1 测定近似理论供油量特性曲线Q T = f（n）；2 测定实际供油量特性曲线Q=f（n）；3 测定供油量调节特性曲线Q=f（）；4 观察供油脉动引起的压力脉动规律。（三） 实验设备实验设备为10千瓦燃油泵调节器联合实验台，其液压主油路系统原理如图1所示。图1-1 柱塞泵试验设备原理图主油路系统由油箱、增压泵（叶片泵）、安全阀（溢流阀）、试验泵和调压阀等组成。试验泵由直流发电机电动机组经增速齿轮箱驱动。改变电机的激磁电流即可进行无级调速。试验泵进口压力可通过调节增压泵旁路回油量确定。其出口压力由调
4、压阀调节。（四） 试验泵试验泵为涡喷5发动机燃油泵ZB2C。它是点接触斜柱塞式柱塞泵。经改装后可用手动调节斜盘倾角，斜盘调节杆每移动1mm相当于斜盘倾角=18。 试验泵的主要性能和结构参数如下： nmax=3200rpm； a =130.5mm; pin =1.2bar； dz =14mm; pout=99bar； Z =7； Qmax=2940L/h； =15；（五） 测试仪器测试仪器有转速表、压力表、浮子流量计（两只并联，本实验作为观察流量用）、量筒（或称油葫芦，本实验用它计量流量）、秒表和示波器。试验泵的流量用容积法测定，即计量流人量筒（油葫芦）一定容积V的油液所需要的时间t，则流量为
5、Q=v/t在测量泵的供油量时，应关闭排葫阀门，使换向转阀接通油葫芦。计量完毕后将换向转阀拨向油箱位置，并打开排葫阀门，使油葫芦中的油液排向油箱，以便于进行下一次的流量测定。（六） 实验步骤和方法及数据记录1 开车步骤（1） 打开防火阀门、关浮阀门、增压泵旁路调压阀门；调压阀门打开到最大位置；换向转阀置于接通油箱位置；关闭排葫阀门；旋动圆盘电阻器调至零位。（2） 启动增压阀。（3） 启动直流电机组。待启动完成后（信号灯亮），旋动圆盘电阻器，把试验泵的转速调至试验最低转速。2 作近似理论供油量特性QT=f(n)试验 （1） 把斜盘倾角置于某一固定值（建议取调节杆位置为m=6mm）。调整增压泵旁路调
6、压阀门和试验泵出口调压阀门，使pin=pout(建议取pin=pout=2.5bar) 。（2） 分别测量在某几个转速（取n=750,1000,1500,2000,2500rpm）下的供油总量V和相应的时间t。测量数据记录于下表。 n (rpm)V（L）t（s） m= mm; Pin bar； Pout bar 。 3 作实际供油量特性Q=f（n）试验（1） 仍把试验泵斜盘置于与第一个试验相同的固定值（m=6mm处）。调整调压阀门。使试验泵进出口压力差保持恒定不变(建议取Pin2.5bar；Pout10bar)。（2） 分别测量某几个给定转速（取n=750,1500,2000,2500rpm）
7、下的供油总量V和相应的时间t。测量数据记录于下表。n (rpm)V（L）t（s） m= mm; Pin bar； Pout bar 。 4 作供油调节特性Q=f()试验（1） 仍取Pin2.5bar；Pout10bar；并保持转速n2000rpm不变。（2） 调节斜盘倾角（可取m2，4，6，8，10mm），分别测量每一倾角下的供油总量V和相应的时间t，测量数据记录于下表。m (mm)V（L）t（s） n= rpm ; Pin bar； Pout bar 。 5.观察供油脉动（1） 在试验泵出口接上压力传感器，连接好二次指示仪器（示波器）。（2） 在n2000rpm，m6mm，Pin2.5bar
8、；Pout15bar下观察供油脉动引起的压力脉动波形。（七） 思考题1 当Pin 和不变，当n增大（或减小）时，如何调节试验泵出口测压阀门使PPout Pin保持不变？2 当Pin，及n不变时，要使P增大(或减小)，如何调节泵出口调压阀门？3 若Pin和n不变，当角增大（或减小）时，怎样使P保持不变？4 对于本实验设备系统（图21），在泵前和泵后测量供油量Q值有无区别？为什么？5 Q=f()特性曲线是否通过坐标原点（Q=0,=0）? 实验二、离心泵特性实验（一）实验目的1 掌握离心泵（动力式泵）的试验方法。了解实验设备和所用仪器。2 通过实验绘制离心泵的特性曲线并验证比例定律。（二）实验内容测
9、定n4000rpm和n5000rpm下离心泵的压头特性。（三）实验设备实验设备的系统原理如2所示。图2-1 离心泵试验设备原理图1 主油路系统：由油箱、增压泵（双联叶片泵）、溢流阀、试验泵（VP-4）等组成。试验泵由直流电机经增速齿轮箱传动，电机转速采用可控硅进行无级调节。在齿轮箱和试验泵之间安装有转速/扭矩传感器，可测量扭矩和转速。油液从油箱经阀门（1）和油滤进入叶片泵，增压后输给试验泵VP-4。从试验泵流出的油液经涡轮流量计（二只并联）回油箱。叶片泵进出口间还按装了一个低压旁路溢流阀，用来调整试验泵进口压力。2 滑油系统：用来润滑试验泵和齿轮箱的齿轮。主要由滑油箱、滑油泵和回油泵组成。滑油
10、泵和回油泵装于齿轮箱中，由齿轮箱直接驱动。 （四）试验泵自行设计的气心泵VP-4,叶轮为封闭式，叶片为径向式。试验时使其在离心泵工况下工作。试验泵的主要技术性能： 额定转速n21000rpm； 额定流量Q=20000L/h； 出口压力Pout60bar； 比转速ns46rpm； 工作介质为煤油，=780Kg/m3 。（五）测量仪器压力表，转速传感器及二次仪表（频率计），涡轮流量计及二次仪表（频率计）。实测转速直接从转速表读出，实测流量Q需按流量仪表的读数fv进行换算。对于LW-15涡轮流量计，平均仪表常数K6.8（L/h）/HZ,故 Q=Kfv6.8fv（六）实验步骤及数据记录1 打开实验泵出
11、口调节阀及开关（1）、（3）、（4），并接通电源。2 按电控柜上“油泵启动”按钮启动增压泵，并调节溢流阀使试验泵进口压力（压力表1示值）在 0.51bar范围内。3 按电控柜上“主回路启动”按钮启动直流电机。4 按电控柜上“调速器启动”按钮开启电机调速功能。旋转电控柜上“转速给定旋钮”，调节转速。5 保持n不变，调整调压阀开度，记录不同Q下试验泵的进出口压力Pin（数显压力表1示值）和Pout。（数显压力表2示值），并把试验数据记录于下表。n（rpm）n1=4000n2=5000fv （Hz）70050030020010007005003002001000PoutPin注：Pin（bar）0.
12、1Pin（数显压力表1示值）, Pout(bar)=0.25Pout （数显压力表2示值）6 记录实验数据完毕后旋转电控柜上“转速给定”旋钮，调节转速为0。7 按电控柜上“调速器停止”按钮关闭电机调速功能。8 按电控柜上“主回路停止”按钮关闭直流电机。9 按电控柜上“油泵停止”按钮关闭增压泵。10 关闭电源。（七）实验报告要求学生完成该项实验后，应撰写一份实验报告，报告内容包括：1实验目的和实验手段。2离心泵特性实验的记录结果。3根据记录结果画出离心泵的压力-流量特性曲线。4离心泵实验装置的工作原理，重点说明直流电机调速系统的组成和工作原理。 实验三、分油活门的压力位移特性实验（一）实验目的1
13、熟悉液压放大元件的实验方法及实验设备和仪器；2通过实验测定分油活门式液压放大元件的压力特性。（二）实验内容 测定带旁通节流器的正开口分油活门的压力特性曲线，即x曲线。（三）实验装置实验装置由试验件、夹具及恒压油源等组成，如图3所示。图3-1 分油活门试验装置原理图1试验件：涡喷六发动机ZB-10A调节器中的分油活门，其结构型式为带旁通节流器的非对称正开口四边分油活门。主要结构参数如下：圆形窗口半径 r=1.75mm;窗口数 N2；开口量 U1=U1=0.27mm，U2=U2=0.09mm；旁通节流器孔径 dsds0.78mm2试验件的安装及活门阀芯的位移调整被试分活门安装在试验夹具中。活门芯由丝杆和顶杆定位，通过旋转丝杆即可调整活门芯的位移量。3参数测量及仪器（1）用压力表测量P1、P2、 P3；（2）用百分表测量活门芯位移XV(百分表每小格0.01mm)。4恒压油源恒压油源由油箱、电机、油泵、
