Порядок такой: сначала в целостном виде ответ (дабы не ущемить и не исказить атора).

Далее, снова ответ Михайлова (разделы в целостном виде), но с моими выделениями, ответами и комментариями, которые являются продолжением предыдущей статьи. Для облегчения ориентируйтесь по цвету шрифта.

Господин Александр (alexprofess)! С интересом прочитал Вашу статью и попытки объяснить работу моей системы зажигания на основании гистограмм конечных углов опережения зажигания на ДВС. Вы пошли не потому пути. Вам необходимо обратится к теории автоматического управления и описать систему через передаточные функции! Интересно кто это поймет, специалистов по теории автоматического управления осталось мало. А для этого необходимо знать, как устроена данная система управления.

Это вам «необходимо обратится к теории САУ» (Система Автоматического Управления), и особенно, к разделу - методы анализа нелинейных систем.

Цитируем первоисточник: «Методы анализа нелинейных систем.

И нет необходимости знать “ как устроена данная система» и заранее знать ее передаточные функции. Зная, как изменяется входная функция (скорость вращения) и, имея реакцию САУ в виде выходной функции (угол ОЗ.), то согласно теории, используя методы анализа нелинейных систем, удается получить передаточные функции. Это и есть тот путь, благодаря которому, я получаю передаточные функции системы зажигания БЗМ-В, используя рис.1, без вашей помощи и вопреки вашему желанию!

Я уверен, что найдется не «мало специалистов по теории автоматического управления, кто это поймет». Для не специалистов поясню подробнее методы анализа системы зажигания БЗМ-В. Так как в первом изложении «“Михайловское" зажигание- гениальность или шарлатанство?» в угоду краткости и простоты изложения, я умышленно их упустил.

Цитируем первоисточник: «Аналитические методы разработаны для нелинейных систем, описываемых нелинейными дифференциальными уравнениями не выше второго порядка. Основной прием здесь - аппроксимация нелинейной статической характеристики линейными или специальными функциями. Для малых отклонений при монотонных нелинейностях удается свести нелинейную статическую характеристику к линейной, методом статической линеаризации. Метод статической линеаризации применяется для статических без реактивных нелинейностей, имеющих монотонную простую характеристику при малых отклонениях переменных величин системы относительно номинальных значений. Суть метода заключается в замене нелинейной статической характеристики в рабочей точке линейной статической характеристикой, которую получают путем разложения исходной нелинейной характеристики в окрестностях рабочей точки в ряд Тейлора и последующем усечении ряда с оставлением только линейных составляющих». Литература 1.

Выбираем для данного вида анализа участок функции на протяжении между 28 и 40 тактами. После линеаризации получаем первую функцию П=180/Тмс*2.3. Михайлов эту функцию называет П регулятором, она задает наклон нарастания угла опережения зажигания, определяемую особенностями конструктивного исполнения ДВС. Это будет прямая линия.

В нашем случае, задача упрощается ввиду того, что входная функция одна, и она полностью характеризует систему. После моделирования, с помощью графика «Ошибка ОЗ.», получаем вторую функцию И= (Тмс.-20)/3 при Тмс<20мс. Михайлов эту функцию называет И-регулятор, она задает постоянную времени, чтобы запомнить для системы управления прошлую жизнь по циклу ДВС, интегральное управление.

Михайлов эту функцию называет Д - регулятором, она задает величину коррекции угла опережения на этапе движения поршня к ВМТ от любых возмущающих воздействий, то есть от ускорения. Следует особенно отметить, что в функции независимо присутствует две производных, одна, как производная от мгновенной частоты вращения вала ДВС (А), вторая, как частотное изменение сигнала по положению (ДЕЛЬТА А).

Основные особенности системы и ее функционирование, без побочных несущественных факторов, в данном случае удалось описать. Попробуйте найти отличия и сравнить полученные передаточные функции, (Михайлов называет их ПИД-регуляторами), с тем как сам Михайлов описывает их. И что особенно ценно, так это то, что сначала был сделан анализ системы зажигания и получены три передаточные функции, и только потом в своем письме Михайлов описывает ПИД-регулятор, поясняя каждую функцию и переменные, которые они используют, и все в точности совпадает. Не больше и не меньше функций, не больше и не меньше переменных в этих функциях.

При тестировании результатов анализа системы зажигания, по фигуре 3 для другого двигателя, были получены передаточные функции, которые оказались одинаковыми. Поменялась только одна константа, 20 на 10. Эта константа учитывает то положение, на которое выставляется датчик пользователем, при пробной поездке по пропаданию детонации, (на слух, согласно инструкции).

Написал, посмотрел, и сам дивуюсь, как все точно совпало с разъяснениями Михайлова, относительно трех функций (ПИД) его системы зажигания, ну прямо три источника и три составные части. На самом деле нет ничего удивительного в том, что методы анализа нелинейных САУ столь эффективны, для этого они и разработаны. После того, когда файл (mihaylov_ignition4.xls) с расчетами и графиками был готов, в дальнейшем расчеты не уточнялись, из-за того, что результат и без того оказался точным. Желающие могут уточнить расчеты, особенно это, касается функции Д, так как я не уделил ей должного внимания.

Да это известно, еще со школьного курса по физике, что в электрических и магнитных физических явлениях « быстродействие, приближается к скорости света».

Уточним ««джельтменский» набор» в системе зажигания БЗМ-В состоит из одного сигнала от датчика вращения (а его сигналы от разных полюсов, можно рассматривать как один сигнал с разными фазами). Другой сигнал датчика, ориентации поршневой группы, для адаптивной системы не нужен. Система сама может его вычислить, при первом такте. Он присутствует с целью упрощения системы зажигания БЗМ-В. Это же касается и датчика тахогенератора.

Зачем подчеркивать « устойчивой системы замкнутого регулирования», это есть ваше личное достижение? Ведь для всех (и даже не специалистам) понятно, что если это САУ то она устойчива, а иначе кому она нужна, неустойчивая?

3. Датчик положения позволил реализовать идеализированное движение поршневой группы в электрических сигналах (способ управления запатентован), в котором присутствует фазовый угол угла опережения зажигания ДВС, то есть идеализированный, безинерционный ДВС . Можно для того, чтобы Вам было понятно, говорить о том, что это аналог той информации, которая находится в чипе в модельной цифровой системе управления ДВС.

Получается, в чипе находится модель цифровой системы управления ДВС, а ее аналог присутствует в датчике положения в идеализированном виде для без инерционного ДВС. Непонятно, зачем это.

А затем после « осуществляем юстировку датчика относительно системы управления», согласно вашей инструкции пользователь на слух, по пропаданию детонации, крутит вашу юстировку на градусов 5 туда-сюда.

« датчик запатентован». Михайлов запатентовал индуктивный датчик.

Цитируем первоисточник: «Индуктивные датчики.

5. Я, думаю, Вам понятно, что угол опережения зажигания необходим из-за конечной скорости горения углеводородного топлива и для случая с постоянной температурой ДВС, гомогенной стехиометрической топливной смесью, также с постоянной исходной температурой и при постоянстве нагрузки – это будет прямая линия, определяемая конструктивными особенностями камеры сгорания ДВС и его степенью сжатия. То есть появляется тот самый фазовый угол запаздывания по мере возрастания оборотов КВ., который необходимо постоянно компенсировать для поддержания максимального момента в ДВС. Этот угол присутствует в моем датчике напрямую!!! Скорострельность датчика фантастическая. Сигнал с датчиков непрерывный (аналоговый). В разомкнутом режиме система управления с учетом примененных операционных усилителей и реактивных элементов на 6000 об/мин имеет фазовое запаздывание на воздействие единичного скачка не более 6 угл. Град. В режиме замкнутого управления посредством ПИД-регулятора, уменьшается до нескольких угловых секунд!!! Практически поршень проходит 0,01 мм и уже искра в цилиндре. Все это измерялось на симуляторе, где частота вращения вала электрического двигателя управлялась от кварцевого резонатора посредством астатического фазового ПИД-регулятора, а датчик на двигателе имел 360 опорных точек за один оборот вала двигателя. Точность поддержания любой стабильной частоты вала двигателя определялось стабильностью кварца, а качания в пределах оборота составляли не более 1-2 угловых секунд. Система зажигания имела чувствительность выше 1-2 угловых секунд и позволяла замерять качания вала электрической машины в пределах оборота на частоте вращения, ведомой кварцевым резонатором!

Да, мне понятно, что « это будет прямая линия».

«Скорострельность датчика фантастическая». Да, уже напоминали школьный курс, «приближающееся к скорости света».

«Этот угол присутствует в моем датчике напрямую!!!» А зачем тогда «П. - регулятор, который задает наклон нарастания угла опережения зажигания»?

Сигнал с датчиков непрерывный (аналоговый). Хорошо, но его нужно еще оцифровать и при заявленных параметрах разрешения, и скорострельности необходимый ЦАП стоит больших денег.

В режиме замкнутого управления посредством ПИД-регулятора, уменьшается до нескольких угловых секунд!!! А тут снова проблема. Процессор не успеет рассчитать угловые секунды. Вычислим примерную производительность для 6000 об/мин.

Пусть все регуляторы П., И. и Д. имеют экономичный код, написанный на ассемблере. Пусть при всей сложности заявленных функций, тем не мене их удалось описать в 50 командах (хотя это не реально), включая команды пересылки. Допустим, что после нахождения нужной секунды остальная часть программы тратит на обработку результатов и принятие решения еще 150 команд. Всего 300 команд, что примерно равно 400 тактам процессора. Период для обработки одной секунды равен 0,01/360/60/60=1/129600000. Тогда частота процессора составит 400*129600000= 51840000000 Гц = 51840МГц. Даже для программы длинной в 4 такта, частота процессора должна составить 518 МГц!!! Да,чуть было не упустил - когда в одном цилиндре рабочий такт, то в другом цилиндре в это же время начинается такт всасывания, его тоже нужно обсчитать. Я начинаю подозревать, что тут во всем виноваты не только секунды. Алгоритм на столько проще самих объяснений, что его реализовали в аналоговом виде на операционных усилителях, резисторах и конденсаторах. И тем более секунды тут не угадываются, рабочая полоса усилителей должна быть шире 100 Мгц.

Как бы вы это сложно не объясняли, все равно «это будет прямая линия» (см. пункт 5). Это означает, что функция П-регулятора есть уравнение прямой.

Наверно И. - регулятор для запоминания истории имеет базу данных, под которую выделен не один Мб. памяти.

Или всю прошлую жизнь, возможно, запомнить в аналоговой форме, каким ни будь конденсатором?

c. Д-регулятором задаем величину коррекции угла опережения на этапе движения поршня к ВМТ от любых возмущающих воздействий (количество топлива, мгновенные возмущения трансмиссии). Следует особенно отметить, что в системе независимо измеряется две производных, одна как производная от мгновенной частоты вращения вала ДВС (производная от скоростного сигнала с тахогенератора), вторая как частотное изменение сигнала по положению, измеряемую многополюсным сельсином по каждому поршню (запатентовано).

Д-регулятор, наверняка, должен иметь еще более объемный код, чем предыдущий. Все еще проще - количество топлива, мгновенные возмущения трансмиссии, детонация, и т.д. обрабатываются в аналоговом виде двумя дифференциальными усилителями!

d. После того, как задан алгоритм управления, система будет отслеживать движение поршневой группы и всего авто, регулируя через угол опережения зажигания (для карбюраторных ДВС) или зажигание и впрыск с коррекцией по каждому цилиндру (для машин с впрыском) так, чтобы не было паразитных вибраций ДВС (не раньше и не позже для зажигания, не больше и не меньше для впрыска). То есть система будет стремится за счет регулирования углов и питания поддерживать ускорение поршня в заданном диапазоне, которое определяется механической постоянной времени данного ДВС и авто. Понятно, что если топливовоздушная смесь обогащена и угол опережения ранний, процесс горения вызвал близкий к взрывному процесс нарастания давления в камере сгорания, ускорение движения поршня возрастет, и пружины сцепления скомпенсируют это избыточное ускорение, вызвав возмущающие вибрации ДВС и в, конечном итоге потерю момента. Приведу в качестве примера, как важно уменьшить амплитуду давления в камере и перейти на бедные смеси, чтобы увеличить интегральное давление в камере сгорания на примере испытаний адаптивной системы на ДААЗе, на прекрасных роботизированных моторных стендах. Добавлю лишь то, что специалиста ДААЗА отказывались проводить испытания ДВС ВАЗ 2106 на А-76, мотивируя тем, что уже пробовали это делать на штатной системе и двигатели выходили из строя. После того как я гарантировал компенсацию возможных потерь, испытания были проведены. Результаты превзошли все предположения, удельный расход топлива на всей ВСХ упал на 15-17% и УПАЛА ТЕМПЕРАТУРА ВЫПУСКНЫХ ГАЗОВ по сравнению со штатной системой и на бензине АИ-92!!!!! Всего то был заменен главный топливный жиклер. Обеднение топлива существенно увеличивает удельные показатели ДВС по расходу топлива и всего на 3-4% снижается момент в средней части характеристики на адаптивной системе зажигания из-за некоторого уменьшения наполнения топливной смесью цилиндров ДВС, но увеличивается в начальной части характеристики, делая мотор, как говорят спортсмены, выступающие на этой системе, тяговитым на «низах». Реальные углы опережения зажигания на моторных стендах и на грунте существенно отличаются!!

«система будет стремится за счет регулирования углов и питания поддерживать ускорение поршня в заданном диапазоне». Наверное, Михайлов хотел сказать так: система будет стремиться за счет регулирования углов и питания поддерживать максимальное ускорение поршня в оптимальном диапазоне, ~10 градусов после ВМТ.

Из объяснений Михайлова - детонация, вызвав возмущающие вибрации ДВС в конечном итоге, приводит к потере момента. Невразумительно, получается вибрации приводят, к потере момента.

Поясним, что именно приводит к потере момента при детонации. Процесс горения близкий к взрывному приводит к взрывному нарастанию давления на много раньше, чем оптимальные 10 градусов после ВМТ. И поэтому нужно не «увеличить интегральное давление в камере сгорания», а необходимо увеличивать интегральную функцию от произведения мгновенного давления в камере сгорания на синус мгновенного угла относительно ВМТ.

«Всего то был заменен главный топливный жиклер. Обеднение топлива существенно увеличивает удельные показатели ДВС». А причем здесь зажигание Михайлова? Давно известно, что этого можно добиться и без адаптивного зажигания. Описание смотрите в литературе 2.

И так, пусть период детонации составляет 1/8000 секунды, тогда согласно теореме Котельникова для выявления колебаний достаточно делать выборки измерений с вдвое меньшим периодом, то есть 1/16000 секунды. Максимальное разрешение датчика потребуется на минимальных оборотах. Из технических характеристик зажигания - « Диапазон изменения частоты вращения коленчатого вала ДВС, об/мин от 20 до 10000”. Сделаем расчеты для 20 об/мин , 600 об/мин и 3000 об/мин.

для 20 об/м ---- 20/60*360*60/16000=4,5 угловых минуты

для 600 об/м --- 600/60*360*60/16000=2,25 угловых градуса

для 3000 об/м -- 3000/60*360*60/16000=11,25 угловых градуса

Да согласно заявленным параметрам система имеет необходимую чувствительность датчика.

Михайловское зажигание пытается определять детонацию при помощи диф. усилителя, с параметрами RC 1/16000 секунды.