機械控制課程教學(xué)研究論文
一、杠桿故障分析與故障仿真
反饋杠桿不靈活、卡塞或變形會(huì )導致反饋裝置的遲緩率過(guò)大，反饋時(shí)間常數增大，造成轉速波動(dòng)，調節時(shí)間變長(cháng)。中線(xiàn)1為杠桿故障導致反饋延遲的仿真曲線(xiàn)。故障狀態(tài)下，系統超調量增加，轉速波動(dòng)嚴重。
二、調節彈簧故障分析與故障仿真
彈簧疲勞失效是透平機械轉速控制系統的常見(jiàn)故障，彈性減弱甚至完全失去。在彈簧彈性減弱時(shí)反饋裝置的反饋時(shí)間常數會(huì )增大。2線(xiàn)2為調節彈簧彈性減弱的曲線(xiàn)，調節時(shí)間加長(cháng)，達不到所要求的設定轉速。
三、錯油門(mén)滑閥卡死故障分析與故障仿真
透平機械的工作條件比較復雜，易導致液壓油路的污染，使錯油門(mén)中摻雜大量的污染顆粒，這些顆粒會(huì )導致錯油門(mén)滑閥卡死�？ㄋ酪院缶蜁�(huì )使轉速控制系統的液壓放大與反饋環(huán)節失去作用。線(xiàn)3為錯油門(mén)滑閥卡死工況（液壓放大與反饋環(huán)節失效）的仿真曲線(xiàn)。錯油門(mén)滑閥卡死時(shí)轉速穩定在某一轉速狀態(tài)，達不到設定轉速值。
四、錯油門(mén)滑閥節流口堵塞故障分析與故障仿真
由于長(cháng)時(shí)間工作，錯油門(mén)中的油可能會(huì )被外界的雜質(zhì)或部件間的磨損掉下鐵屑污染，而這些雜質(zhì)與鐵屑可能會(huì )堆積在錯油門(mén)滑閥節流口處，使節流口的周向寬度變小。節流口的'周向寬度變小導致液壓放大器的增益系數減小，這種故障會(huì )造成液壓放大器對輸入信號的放大程度減小，使油動(dòng)機的反應變緩，整個(gè)調節系統調節時(shí)間加長(cháng)。線(xiàn)4為錯油門(mén)滑閥節流口堵塞的曲線(xiàn)。故障曲線(xiàn)15秒仍未達到設定轉速，并且出現了小頻率的轉速波動(dòng)。
五、錯油門(mén)出液壓油泄漏故障分析與故障仿真
錯油門(mén)處液壓油泄漏后，會(huì )導致進(jìn)入錯油門(mén)的油壓力降低，進(jìn)而使通過(guò)錯油門(mén)滑閥節流口的液壓油流速降低，流速降低以后，液壓放大器的增益系數變小，故障現象與錯油門(mén)滑閥節流口堵塞相似。如果油壓繼續降低，直到無(wú)法推動(dòng)油動(dòng)機動(dòng)作，則會(huì )使之后的放大反饋環(huán)節失效，故障現象與錯油門(mén)滑閥卡死相似。通過(guò)透平機械控制系統各元件故障分析，構建故障模型，融合Matlab軟件中Simulink仿真工具，可以非常直觀(guān)地使學(xué)生了解透平機械控制系統建模、仿真的過(guò)程。將Simulink仿真軟件應用于透平機械控制的本科生教學(xué)過(guò)程中,有助于學(xué)生理解，必將有利于取得較好的教學(xué)效果。
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