機械控制課程教學研究論文

　　一、槓桿故障分析與故障模擬

　　反饋槓桿不靈活、卡塞或變形會導致反饋裝置的遲緩率過大，反饋時間常數增大，造成轉速波動，調節時間變長。中線1為槓桿故障導致反饋延遲的模擬曲線。故障狀態下，系統超調量增加，轉速波動嚴重。

　　二、調節彈簧故障分析與故障模擬

　　彈簧疲勞失效是透平機械轉速控制系統的常見故障，彈性減弱甚至完全失去。在彈簧彈性減弱時反饋裝置的反饋時間常數會增大。2線2為調節彈簧彈性減弱的曲線，調節時間加長，達不到所要求的設定轉速。

　　三、錯油門滑閥卡死故障分析與故障模擬

　　透平機械的工作條件比較複雜，易導致液壓油路的汙染，使錯油門中摻雜大量的汙染顆粒，這些顆粒會導致錯油門滑閥卡死。卡死以後就會使轉速控制系統的液壓放大與反饋環節失去作用。線3為錯油門滑閥卡死工況（液壓放大與反饋環節失效）的模擬曲線。錯油門滑閥卡死時轉速穩定在某一轉速狀態，達不到設定轉速值。

　　四、錯油門滑閥節流口堵塞故障分析與故障模擬

　　由於長時間工作，錯油門中的油可能會被外界的雜質或部件間的磨損掉下鐵屑汙染，而這些雜質與鐵屑可能會堆積在錯油門滑閥節流口處，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係數減小，這種故障會造成液壓放大器對輸入訊號的放大程度減小，使油動機的反應變緩，整個調節系統調節時間加長。線4為錯油門滑閥節流口堵塞的曲線。故障曲線15秒仍未達到設定轉速，並且出現了小頻率的轉速波動。

　　五、錯油門出液壓油洩漏故障分析與故障模擬

　　錯油門處液壓油洩漏後，會導致進入錯油門的油壓力降低，進而使透過錯油門滑閥節流口的液壓油流速降低，流速降低以後，液壓放大器的增益係數變小，故障現象與錯油門滑閥節流口堵塞相似。如果油壓繼續降低，直到無法推動油動機動作，則會使之後的放大反饋環節失效，故障現象與錯油門滑閥卡死相似。透過透平機械控制系統各元件故障分析，構建故障模型，融合Matlab軟體中Simulink模擬工具，可以非常直觀地使學生了解透平機械控制系統建模、模擬的過程。將Simulink模擬軟體應用於透平機械控制的本科生教學過程中,有助於學生理解，必將有利於取得較好的教學效果。