ĐÁP án đề THI môn tự động điều chỉnh và điều khiển hệ động lực tàu thủy

P N THI Mụn: T ng iu chnh v iu khin h ng lc tu thy 01: TRNG I HC HNG THI S: 01 HI Mụn hc: TC&K HL tu KHOA C KH - ểNG TU thy B MễN NHIT NG K Ngnh hc: Mỏy tu thy THUT H o to: Chớnh quy CH TCH HI NG THI Trng b mụn Nguyn Mnh Thng Cõu (15 im): Hóy trỡnh by nguyờn tc iu khin theo sai lch ca i lng iu khin, u nhc im ca nguyờn tc ny Cõu (15 im): Phõn tớch s cn thit phi lp b iu tc cho ng c Diesel trng hp ng c lai chong chúng Cõu (15 im): Hóy tớnh hm s truyn Y/X ca h cú s cu trỳc nh trờn hỡnh v X Y G H Cõu (20 im): Lp phng trỡnh vi phõn chuyn ng, hm s truyn v s cu trỳc cm ng c chong chúng trng hp ng c tng ỏp bng tuabin khớ x úng vai trũ l i tng iu chnh vũng quay Khí xả Không khí Làm mát khí nạp Máy nén Tua bin BCA Nhiên liệu Bầu góp khí nạp Bầu góp khí xả Động Me Mc -1- Cõu (35 im): Trỡnh by nguyờn lý lm vic ca b iu tc thy lc lp trờn ng c 2D-100 trng hp mun tng tc ng c Chỳ ý: Sinh viờn khụng c t ý ty xúa, thờm bt, lm bn hoc hng phiu thi Cõu (15 im): L nguyờn tc m tỏc ng iu khin c thit lp da trờn c s tớn hiu sai lch ca i lng iu khin so vi i lng cho trc H thng iu khin t ng hot ng theo nguyờn tc ny gi l HTKT theo nguyờn tc sai lch hay cũn gi l nguyờn tc phn hi (hi tip) S ca HTKT theo nguyờn tc sai lch c biu th trờn hỡnh 1.6 Trong h thng cú thit b o v so sỏnh tr s thc t ca i lng iu khin y(t) so vi tr s t trc v iu khin nú theo kt qu so sỏnh ú, tc l h thng cú phn t cm ng úng vai trũ l mt phn t phn hi chớnh khộp kớn h thng f u e _ z C O y M Hỡnh 1.6 H thng iu khin theo nguyờn tc sai lch u im ca nguyờn tc ny l: - Nú cú th thc hin c nhng qui lut bin i khỏc i vi i lng iu khin nh: trỡ khụng i, thay i theo chng trỡnh, tu ng - Nú l nguyờn tc cú th núi l nng v c ỏp dng cú kt qu, vỡ nú cho phộp iu khin c nhng i tng khụng n nh, bin i i lng iu khin theo qui lut mong mun vi lch ca i lng iu khin tng i nh v khụng k nguyờn nhõn gõy lch - Nguyờn tc ny tng i ph bin v c ỏp dng tng i rng rói k thut Nhng nhc im c bn l: - Thi gian iu khin chm vỡ no cú lch i lng iu khin mi cú kh nng tỏc ng iu khin (phn ng t kt qu) - Cú kh nng xut hin nhng dao ng khụng tt dn h thng iu khin - ụi cn cung cp thờm vo h thng ngun nng lng ph tr (b xung) lm cho h thng phc thờm Cõu (15 im): Xột trng hp ng c lai chong chúng Hỡnh 6.4 biu din c tớnh lm vic ng thi ca ng c (cỏc ng 1, 2, 3, 4) vi thit b tiờu th nng lng l chong chúng tu thu (cỏc ng I, II, III, IV) im giao ca chỳng: A, B, C c trng cho cỏc ch lm vic n nh, vỡ ti ú mụmen quay bng mụmen cn Ta xột im B (im giao ca hai ng c tớnh v II) l im lm vic n nh ca h thng, tng ng vi vũng quay ca h thng l nB Thay i iu kin ngoi ca mỏy cụng tỏc hay cht lng lm vic ca ng c thỡ ch lm vic n nh ca h thng b phỏ v Gi s tu hot ng iu kin súng giú, chong chúng nhụ lờn mt nc, sc cn gim, ng c tớnh tiờu th ng vi ng IV (chong chúng nm khụng khớ) Do ph ti gim nhanh, cụng sut ng c sinh ln hn cụng sut tiờu th, phn cụng sut d lm tng vũng quay h thng ti lỳc cõn bng nng lng -2- c hi phc, tc l t ti ch n nh mi (im E) Mun gi cho vũng quay h thng khụng thay i (nB = const) thỡ phi gim lng nhiờn liu cp cho chu trỡnh ng c tớnh ng c i qua im K Me Mc I II III L B A L1 C E D IV K n nB n Hỡnh 6.4 c tớnh lm vic ng thi ng c v chong chúng 1ữ4- c tớnh tc ng c; 5- c tớnh iu chnh; IữIV- c tớnh ph ti Ta xột im L trờn ng c tớnh l ch lm vic nh mc, n l chờnh vũng quay cho phộp ct ti, thỡ gim ph ti (t ng III n IV), phn cụng sut d s lm tng vũng quay h thng n ch lm vic mi (im L1) Vi ch ny, vũng quay vt quỏ gii hn cho phộp trỏnh quỏ ti v vũng quay, cn phi chuyn n ng c tớnh b phn ca ng c, ng vi ch lm vic mi l im E chuyn n ng c tớnh b phn vi mc thay i vũng quay khụng ỏng k cn tỏc ng vo c cu iu khin, y rng v phớa gim lng cp nhiờn liu Ngc li, sc cn tng lờn, vũng quay gim, cn phi tng lng cp nhiờn liu Nh vy, vũng quay h trc khụng thay i hoc thay i gii hn cho phộp thỡ phi m bo mụmen ng c phỏt cõn bng vi mụmen cn ca thit b tiờu th nng lng, iu ú c thc hin bng cỏch luụn luụn thay i lng nhiờn liu cp cho ng c Trong quỏ trỡnh khai thỏc, ph ti luụn thay i ph thuc vo iu kin bờn ngoi nờn khụng th iu khin lng nhiờn liờ cp cho ng c bng tay c Ngoi ng c Diesel rt nhy cm vi ch tc Nu vũng quay khai thỏc vt quỏ vũng quay cho phộp, cht lng cụng tỏc ca chu trỡnh xu i, lm gim tớnh tin cy, tng sut tiờu hao nhiờn liu, gim tui th ca ng c Vỡ th cn phi m bo ng c lm vic khong vũng quay cho phộp bng b iu tc Do vy b trớ b iu tc t ng iu chnh lng nhiờn liu cp mi chu trỡnh cho cụng sut ng c luụn cõn bng vi cụng sut mỏy cụng tỏc l iu rt cn thit Cõu (15 im): Y G+H = 1+ G Kt qu: X Cõu (20 im): Phng trỡnh chuyn ng ca ng c lai chong chúng: d J = Me Mc dt -3- trng thỏi cõn bng ban u, cú Me0 = Mc0 v = const ch chuyn tip, mụmen quay v mụmen cn lch giỏ tr trng thỏi cõn bng ban u ln lt l Me v Mc Khi ú phng trỡnh chuyn ng ca ng c chong chúng l: d J = ( Me0 + Me ) ( Mc0 + Mc ) dt hay: d J = Me Mc dt (1.12) d d = dt nờn phng trỡnh (1.12) cú th vit: Vỡ dt d J = Me Mc dt (1.13) Mụmen quay Me ca ng c tng ỏp l hm ca i lng h, v ỏp sut khụng khớ tng ỏp p Me = Me( , h, p ) Khai trin hm Me bng chui Taylor ti im cõn bng ban u , h0 , p0 v b i cỏc phn t bc cao, ta c: Me = Me Me0 = Me =0 h = h0 p = p0 + Me h =0 h = h0 p = p0 h + Me p =0 h = h0 p = p0 p (1.14) Mụmen cn Mc l hm ca i lng v N Mc = Mc ( , N ) Ta cng khai trin Mc bng chui Taylor, c: Mc = Mc Mc0 = Mc = N =N0 + Mc N = N N =N0 (1.15) Thay (1.14) v (1.15) vo phng trỡnh (1.13), c: d Me Mc Me Me Mc J = h + p N + dt h p N (1.16) h p N = W; = H; = P; = d h p N 0 0 S dng h ta khụng th nguyờn thỡ phng trỡnh (1.16) tr thnh: dW Me Me Mc J0 + Fd 0W = h0 H + p0 P N d dt h p N (1.17) Me h0 Chia v ca phng trỡnh (1.17) cho h , c: -4- dW + k dW = H + p P d d dt (1.18) ú: Me p0 p p = Me h0 h - h s nh hng ca h thng tng ỏp Bin i Laplace hai v ca phng trỡnh (1.18) vi iu kin u bng khụng, c: Td pW ( p ) + kdW ( p ) = H ( p ) + p P( p ) d d ( p ) Td [Td p + kd ]W ( p ) = H ( p ) + p P( p ) d d ( p ) hay: W ( p) = [ H ( p ) + p P( p ) d d ( p ) Td p + kd ] (1.19) Cõu (35 im): B cm bin ca b iu tc gm qu vng 5, lũ xo v khp trt lp vi a Con trt c lp cht vi khp trt Cỏc ch lm vic ca b iu tc (ng c) c thc hin bng cỏch thay i sc cng lũ xo nh quay cung rng bng tay hoc iu khin t xa Khi tng tc ng c, ta quay cung rng theo chiu kim ng h, lm cho sc cng ban u ca lũ xo iu tc tng lờn thng lc ly tõm ca qu vng 5, y khp trt i xung Con trt i xung lm ca ng d m, du t bỡnh n ỏp du 10 qua ng b c np vo xi lanh BK 20 Khi ú lũ xo 22 ca BK b nộn, cn 14 kộo rng bm cao ỏp lờn trờn v phớa tng lng cp nhiờn liu, lm vũng quay ca ng c tng lờn Khi tng vũng quay, tỏc ng ca qu vng, trt dch chuyn lờn phớa trờn, ng d thụng vi ng a (ng x) Do chờnh ỏp sut, lũ xo 22 dón y piston 21 dch chuyn xung, du theo ng a chy v kột 11, vy cn 14 b y xung v phớa gim lng cp nhiờn liu B iu tc 2D-100 l b iu tc cú liờn h ngc mm bi th nú m bo ch tc khụng thay i ng vi cỏc ti ca ng c Liờn h ngc mm ca b iu tc gm piston ch ng 15, kim tit lu 16, lũ xo 17 v trt 19 cựng vi piston b ng 18 Khi piston 21 dch chuyn lờn trờn (tng vũng quay) thỡ piston 15 cng dch chuyn lờn, gõy ỏp sut d khoang phớa trờn piston 15, vy piston 18 cựng trt 19 b y xung di, lm cho lũ xo 17 b dón, ng thi trt che kớn l trt 19, vy chm dt chy du t khoang di BK Kt qu, s dch chuyn rng ca bm v phớa tng nhiờn liu dng li Tuy nhiờn, quỏ trỡnh iu chnh cũn tip tc p sut d cỏc khoang phớa trờn piston ch ng 15, piston b ng 18 gim xung v piston 18 cựng vi trt 19 t t i lờn nh du c x v kột 11 qua van kim tit lu16 v nh lũ xo 17 co li Con trt 19, trt dch chuyn khụng tng ng vi v dn ti hi phc t t dch chuyn cn 14 Quỏ trỡnh iu chnh kt thỳc ch trt che kớn l trờn trt 19, ng thi lũ xo 17 ht dón n Quỏ trỡnh iu chnh cú th dng ng vi v trớ bt k ca piston 21 (ng vi ti bt k) nờn ng c tớnh iu tc l cỏc ng thng ng -5- 02: TRNG I HC HNG HI KHOA C KH - ểNG TU B MễN NHIT NG K THUT THI S: 02 Mụn hc: TC&K HL tu thy Ngnh hc: Mỏy tu thy H o to: Chớnh quy CH TCH HI NG THI Trng b mụn Nguyn Mnh Thng Cõu (10 im): Hóy v s ca h thng iu khin liờn kt ni tip cỏc khõu, nờu c im ca s ny v tớnh hm truyn ca c h thng Cõu (15 im): Hóy trỡnh by v khụng ng u ca b iu tc Cõu (15 im): Cho h cú s cu trỳc nh hỡnh v S dng tiờu chun n nh Routh xỏc nh K h n nh K X Y p(p + p + 1)(p + 2) Cõu (25 im): Lp phng trỡnh vi phõn chuyn ng, hm s truyn v s cu trỳc b cm bin vũng quay kiu c khớ u r R Flt x b1 a1 Fqd 1- lũ xo iu tc; 2- khp trt; 3- qu vng; 4- cỏnh tay ũn ch L; 5- mõm quay Cõu (35 im): Trỡnh by nguyờn lý lm vic ca b iu tc PGA trng hp mun gim tc ng c Chỳ ý: Sinh viờn khụng c t ý ty xúa, thờm bt, lm bn hoc hng phiu thi -6- Cõu (10 im): Trng hp liờn kt ni tip, i lng ca khõu ng trc ng thi l i lng vo ca khõu ng sau x = x1 khâu y1 = x2 khâu y2 = x3 khâu y3 = y Hỡnh 2.32 Liờn kt ni tip cỏc khõu Hm s truyn ca h thng h cỏc khõu liờn kt ni tip bng tớch hm s truyn ca tt c cỏc khõu to thnh n Wi ( p) W(p) = W1(p)W2(p)Wn(p) = i =1 (2.96) Cõu (15 im): khụng ng u quỏ trỡnh iu chnh vũng quay l t s chờnh gia vũng quay ng c tng t n ton ti (khi gi nguyờn i lng cho trc ca b iu tc) vi vũng quay trung bỡnh: = n kt n H ntb Ne, % ú: nkt vũng quay ng vi ng c lm vic ch khụng ti, v/ph; nH vũng quay ng vi ng c lm vic ch nh mc, v/ph; ntb = (nkt+ nH)/2 vũng quay trung bỡnh, v/ph l mc sai s tnh ca b iu tc, nú c trng cho kh nng trỡ vũng quay ban u cng nh cht lng b iu tc cng cao, nhiờn ú thi gian iu chnh tng lờn Trong trng hp ng c tớnh iu tc vuụng gúc vi trc honh ( = 0) gi l c tớnh siờu tnh hay phi tnh Trong trng hp ng c tớnh iu tc cú dc ( > 0) gi l c tớnh tnh nh i vi ng c Diesel lai chong chúng = 0ữ10%, vi ng c Diesel lai mỏy phỏt in = 0ữ5% 0[...]... thng iu khin theo nguyờn tc bự nhiu Trong h thng cú a vo mt thit b bự K cú tỏc dng ngc du vi nhiu f(t) Nu nhiu f(t) tỏc ng lờn i tng iu khin theo chiu hng lm tng tớn hiu ra y(t), thỡ tớn hiu v sau khi qua thit b bự K s tỏc dng vo phớa trc thit b iu khin lm gim bt tớn hiu e nhm lm gim y Nu f tỏc dng lờn i tng iu khin lm gim tớn hiu ra y thỡ thit b bự K li to ra tớn hiu bự v lm tng e nhm cui cựng lm... phớa Cõu 5 (35 im): C cu hn ch lng cp nhiờn liu theo hm s cho trc ch tc õy l mt thit b chng trỡnh c hc i vi mi mt giỏ tr cho trc ca ch tc , nú s thit lp lng cp nhiờn liu ti a cho phộp tng ng di dng hm tuyn tớnh (Ngha l dch chuyn ca thanh rng nhiờn liu s theo hm tuyn tớnh ca giỏ tr cho trc ch tc ) Nguyờn lý hot ng ca thit b ny nh sau: Khi trc vo 35 c c nh (tng ng vi mt tc t trc nht nh ca ng c), khuu... lng khụng khớ cn thit t chỏy ht lng nhiờn liu trong mt chu trỡnh Nu khụng cú thit b ny, do quỏn tớnh ca tuabin - mỏy nộn khi cú tỏc ng iu chnh mnh v t ngt lm s tng lng cp khụng khớ chm hn so vi s tng lng cp nhiờn liu, dn n gim h s khụng khớ tha vt quỏ gii hn cho phộp Hu qu l cht lng chỏy kộm, ng c sinh ra khúi en, trong cỏc trng hp riờng ng c cú th ngng ( cht) Nguyờn lý hot ng ca thit b ny nh sau:... ch, quỏ trỡnh iu chnh kt thỳc vi thi gian chuyn tip ngn v quỏ iu chnh nh Nu hiu chnh khụng chớnh xỏc, tc dch chuyn hai u cn 3 khụng phự hp vi nhau lm cho con trt 9 dao ng lờn xung, thi gian quỏ trỡnh chuyn tip tng lờn -33- 07: Cõu 1 (10 im): Hóy v s ca h thng iu khin liờn kt hi tip cỏc khõu, nờu c im ca s ny v tớnh hm truyn ca c h thng Cõu 2 (15 im): Hóy trỡnh by v thi gian chuyn tip ca b iu tc Cõu... tip dng v (-) l hi tip õm Biu thc hm s truyn ca h thng h liờn kt hi tip cú dng: W ( p) = W1 ( p ) 1 W1 ( p )W2 ( p ) (2.102) Cõu 2 (15 im): Thi gian chuyn tip tct l thi gian tớnh t lỳc bt u thay i ti ti lỳc biờn dao ng vũng quay nm trong gii hn khụng n nh cho phộp Thi gian tct cng ph thuc vo loi v cht lng b iu tc, trng thỏi k thut ca ng c v cỏc h thng phc v, phng phỏp v mc thay i ti tct 2 s A tct... xỏc lp l mt quỏ trỡnh n nh vỡ nng lng ca mt h luụn cú gii hn Cho nờn ỏnh giỏ tớnh n nh ca h ch cn cn c vo quỏ trỡnh quỏ Mt h thng c gi l n nh nu quỏ trỡnh qua tt dn theo thi gian H thng khụng n nh nu quỏ trỡnh quỏ tng dn theo thi gian H thng biờn gii n nh nu quỏ trỡnh quỏ khụng i hoc dao ng khụng tt Dng nghim tng quỏt yq(t) l: n y qd = Ci e pit i =1 (4.4) trong ú: -12- pi - nghim tng quỏt ca... c tr ng lm dng chuyn ng i lờn ca piston ny v lng cp nhiờn liu bt u c gi khụng i bờn trỏi ca hỡnh v 6.44 cú s thit b liờn h lng cp nhiờn liu theo ỏp sut khụng khớ tng ỏp Pd Du c dn t h thng thu lc ca b iu tc vo in y trong khụng gian Trong khụng gian ny cú mt piston v bờn cnh piston cú mt thit b to ra sc cn thy lc Phớa trong ca khụng gian ny c úng kớn bng mt xupap Mt u ca xupap ny c nộn bi mt lũ xo... khoang p thay i p sut p ny ph thuc vo tc chuyn ng ca cỏc piston ch ng v b ng v vo m ca van kim tit lu p sut ny s bin mt theo thi gian vỡ du c chy qua van kim tit lu Vỡ th trng thỏi cõn bng, piston b ng v trớ duy nht tng ng vi v trớ lũ xo phn hi 8 trng thỏi t nhiờn Dch chuyn tm thi ca piston b ng do s chuyn ng ca piston ch ng gõy ra l v tỡm phng trỡnh chuyn ng ca phn hi mm ny, ta i tỡm mi quan h gia... - din tớch tit din lu thụng ca van [m2]; - tc lu ng ca du qua van [m/s] Gi thit quỏ trỡnh chy tng, khi ú tc lu ng t l vi chờnh ỏp sut: = ( p p0 ) trong ú: - h s lu lng [m3 /Ns]; p0 - ỏp sut du sau van tit lu [N/m2] Theo iu kin liờn tc, lu lng qua van tit lu bng hiu th tớch ca piston ch ng v piston b ng trong mt n v thi gian, ngha l: dz dv q = S CD S BD dt dt (1.78) trong ú: S CD , S BD - l... (1.83) (1.84) Chia c hai v ca phng trỡnh (1.84) cho kv0, ta c: 2 S S z dZ m BD d 2V S BD dV + + V = BD CD 0 2 k dt S tl k dt kv0 S tl dt (1.85) t: m BD = Tf1 k - l hng s thi gian quỏn tớnh ca piston b ng; 2 S BD = Tf S tl k - l hng s thi gian ca phn hi mm, nú ph thuc vo m ca van kim tiờt lu; S CD z 0 = S BD v0 - h s t l (hng s), l t s gia th tớch xi lanh ch ng v th tớch xi lanh b ng ch cõn bng ban