基于PID对柴油机怠速稳定性控制的研究与优化

采用PID控制方法对柴油机怠速稳定性进行了研究,得到了经典PID控制参数和起动边界条件对怠速稳定性的影响规律.设计了模糊PID控制器,通过对参数的在线整定,实现了在不同起动条件下对不同阶段怠速稳定性最佳控制.试验结果表明:在冷怠速控制中,模糊PID控制较经典PID控制有明显优势;在各种油量下起动达到目标转速后,均可在30个循环内将转速平滑过渡到目标转速,怠速波动幅值≤±5 r/min.     

论域自调整模糊PID控制算法设计与仿真

通过建立基于论域调整的自适应模糊PID控制算法对电控直列泵柴油机转速控制的位置环PID参数进行自整定.根据执行器的工作特性建立了执行器模型,与控制算法模型组成闭环进行仿真验证.通过与普通增量式PID控制算法的仿真结果进行比较,结果表明该控制算法在柴油机全工况范围内油量调节齿杆的控制效果优于普通增量式PID控制的效果.     

自适应差分进化算法在燃气轮机转速控制中的应用

为改善燃气轮机转速控制系统的调节品质,提出一种自适应差分进化算法,通过其控制参数的自适应调整,提高差分进化算法的快速收敛和全局寻优能力。应用该算法重新设计燃气轮机转速控制回路,其比例积分微分控制器(PID)参数通过自适应差分进化算法进行优化。仿真试验表明:经过自适应差分算法优化PID参数的转速控制系统,无论在正常升速过程还是甩负荷等突变工况,转速控制的动态特性和静态特性均明显优于标准差分进化算法优化PID参数的控制系统。     

小型柴油机控制系统与控制策略研究

基于小型柴油机的特性参数,通过对非增压柴油机模型进行合理修正,得到了一个合适的数学模型;采用PID参数模糊自整定控制算法进行了怠速控制器的设计,并仿真得到了较常规PID更优的控制效果,结果误差在理论允许的范围内.能够为小型柴油机的技术升级提供有效依据和技术参考.     

基于BP-PID算法的柴油机调速复合控制策略的应用研究

随着电子控制技术的不断发展,在柴油机电子调速过程当中,其被控系统逐渐趋向于复杂化和非线性化,进而导致了传统PID控制表现出一定的不适应性。我们提出了一种误差反向传播算法(BP神经网络)与传统PID结合的复合控制策略,利用BP神经网络的自适应能力和自学习能力,对PID控制器的三个参数进行在线实时整定。并以D6114柴油机为控制对象,基于dSPACE半实物仿真平台,分别对传统PID与BP-PID控制进行了仿真和配机试验。通过结果的对比性分析,验证了BP-PID复合控制策略在非线性、时变性复杂工况下,能够有效地降低负载变化对转速的影响,其抗干扰性、稳态性能更好,可以用于实际柴油机转速控制系统研究开发。     

混合控制方式在柴油机性能测控系统中的应用

柴油机的转矩-转速特性曲线变化比较平坦,与电涡流测功机的转速-转矩特性曲线不能良好匹配,由电涡流测功机组成的柴油机测控系统在柴油机速度特性试验中容易出现转速不稳、悠车甚至熄火等问题.本文提出了一种以模拟、数字PID混合控制方式调整电涡流测功机的制动转矩.经试验验证,这种控制方法可以在柴油机工作转速范围内较稳定、准确地控制柴油机的转速,减少了转速波动,消除了悠车、熄火等问题.     

混合控制方式在柴油机性能测控系统中的应用

柴油机的转矩—转速特性曲线变化比较平坦,与电涡流测功机的转速—转矩特性曲线不能良好匹配,由电涡流测功机组成的柴油机测控系统在柴油机速度特性试验中容易出现转速不稳、悠车甚至熄火等问题。本文提出了一种以模拟、数字PID混合控制方式调整电涡流测功机的制动转矩。经试验验证,这种控制方法可以在柴油机工作转速范围内较稳定、准确地控制柴油机的转速,减少了转速波动,消除了悠车、熄火等问题。     

基于差分进化算法的燃气轮机转速模糊PID复合控制

为了改善电站燃气轮机转速控制系统的调节品质,采用模糊PID(比例积分微分调节器)复合控制,通过差分进化算法对模糊控制器参数进行寻优,基于电力系统高级仿真支撑平台(JSSC)对该方法进行了验证。试验结果表明:模糊PID复合控制无论在升速过程还是甩负荷等突变工况时,不管在超调量、过渡过程时间等动态性能上还是静态偏差等方面,转速控制结果均明显优于单纯的PID控制;当转速特性发生变化时,该控制方法表现出良好的鲁棒性。     

柴油机BP神经网络调速快速控制原型研究

设计了BP神经网络整定PID参数的柴油机调速控制器.把该控制器下载代码到dSPACE/Mi-croAutoBox控制器内,利用快速控制原型的原理进行了起动和负荷突变工况的功能验证,并与传统PID调速控制器快速控制原型结果进行对比,结果表明,BP神经网络具有自学习能力和逼近任意函数的能力,可进行PID参数的在线整定和优化;BP整定PID调速控制器工作正常,调速精度较传统的PID控制器有较大改善;快速控制原型的研究使控制器从功能设计到产品的转化奠定了坚实的基础.     

电涡流测功机-发动机系统低转速不稳定点的分析研究

要实现电涡流测功机恒转速控制,需要通过转速闭环控制来改变测功机的自然特性,使它的负荷特性变为恒转速特性.分析了电涡流测功机-发动机系统的恒转速控制,并对系统在低转速、中高负荷时出现不稳定点的原因进行理论分析,在此基础上通过改进控制器励磁电流检测回路以及相应程序的控制算法,经过试验调试对PID参数进行整定.试验结果证明此改进措施实现了低转速、中高负荷的比较好的控制效果.     

船舶柴油机转速智能控制系统仿真

以MTU16V396柴油机为对象,建立了柴油机控制系统的简化传递函数和执行器模型。采用PID控制,并利用遗传算法优化控制器参数,对柴油机动态调速过程进行仿真分析,和基于Z-N(Ziegler-Nichols)法的参数整定方法做了比较,结果表明遗传算法的性能远优于传统的参数整定法。     

基于虚拟仪器的柴油机模糊-PID调速控制研究

采用NI PCI6221多功能数据采集卡建立了基于虚拟仪器的柴油机速度控制系统,设计了增量式模糊-PID控制器。针对模糊-PID切换控制中出现的系统响应动态特性和稳定性不佳的问题,对切换控制器进行了优化;采用偏差及偏差变化率作为切换依据及双阈值判断方法,有效改善了系统动态特性,提高了控制器切换稳定性。试验结果表明:优化后的柴油机模糊-PID调速控制系统在动态特性、稳定性上都取得了更好的控制效果。     

柴油机综合控制系统快速控制原型研究

设计研究了包括增益修正PID调速控制和相继增压控制等的柴油机综合控制系统。建立了包括增益修正PID调速控制、瞬态调速率和全程供油限制的调速控制器模型和相继增压控制模型,并将控制系统模型下载代码到dSPACE/MicroAutoBox控制器内,利用快速控制原型进行了调速控制器的起动、调速、全程供油限制功能以及相继增压控制功能的实验验证。结果表明,所设计的调速控制器在动、稳态特性上都取得了较好的控制效果,相继增压控制功能能够较好地实现受控增压器的切入和切出控制。     

柴油/天然气电控双燃料技术研究

针对双燃料发动机的特点介绍了电控双燃料系统的原理;并对所研究的双燃料发动机的失效模式及效应进行了分析。性能试验表明:在不对原柴油机喷油角度、压缩比等参数进行任何改动,只增加燃气供应系统和电控双燃料系统的情况下,在75%负荷下天然气的替代率达到83%,经济性好;同时,排放较纯柴油有较大的改善;发动机的排温、最高燃烧压力及调速性能与柴油机的相近。     

柴油机数字式电子调速器的研究

提出了一种采用INTEL 80C196KC单片机控制的柴油机数字式电子调速器,通过单片机对柴油机转速进行数字PID调节,克服了传统机械式诸多方面的缺点。试验表明该调速系统的动态性能良好,能够满足大多数中高速柴油机不同工况下的调速要求。     

基于模糊PID的风电系统转速控制仿真研究

由于风速具有随机性、不确定性、变化范围大等特点,风力发电机转速若采用传统PID控制,仅一组固定的参数难以在不同风速下均有好的控制效果。分析了风力发电系统各参数之间的关系,结合PID控制和模糊控制各自的特点,设计了模糊自适应PID控制器。在额定风速以下,该控制器用于改变发电机定子电压,从而改变发电机反力矩,调节转速,使得输出功率快速跟随风速变化。MATLAB/Simulink仿真结果证实其稳定性、动态速度响应均优于传统的PID控制,取得了较为理想的控制效果。     

柴油机齿条位置执行器及电控调速系统的研究

针对齿条位置执行器提出了一种自适应控制算法 ,用于克服执行器所具有的非线性和时变性。控制试验结果表明 ,所提出的算法可有效地解决执行器的控制问题 ,能满足实际系统对位置控制的各项要求。在位置控制的基础上 ,对电控喷油系统中的电控调速系统进行了控制研究 ,并结合实际情况采用了模糊和分段 PID复合控制算法。调速系统试验结果表明 ,所设计的调速系统具有良好的调速性能 ,且有较强的抗负载扰动能力 ,能够满足实际系统对调速的各项要求     

混合动力汽车发动机调速系统研究

调速系统不但能改善混合动力汽车发动机自身的转速品质,还可以降低发动机和电机的不同步产生的振动和噪声,从而提高整车舒适性。采用改进的PID控制算法建立了电控直喷汽油机调速系统控制模型,并根据发动机转速响应特性,对比例、积分和微分参数进行整定。调速试验表明,该PID调速系统降低了发动机转速振荡,减少系统响应时间,有效地提高了整车的性能。     

基于准线性模型的柴油机电子调速仿真研究

为了更好地研究柴油机动态调速工作过程,在试验的基础上,采用MATLAB／Simulink仿真平台建立柴油机准线性控制模型,采用增量型PID对此模型进行控制仿真,分析油门突变和负荷突变时柴油机转速变化情况,并将仿真的结果指导试验工作。     

基于准线性模型的柴油机电子调速仿真和实验研究

为了更好研究柴油机动态调速工作过程，在实验的基础上，采用MATLAB／simulink仿真平台和FuzzyLogic Toolbox工具箱建立柴油机准线性控制模型，采用增量型PID和自适应模糊PID对此模型进行控制仿真，分析油门突变和负荷突变时不同控制算法对转速稳定性的控制效果，综合各自算法的优缺点指导了实际控制软件的编写。发动机台架实验测试结果表明，发动机稳态调速率小于2．5％，符合各类常规动力设备的调速要求，并实现对LR6105Q型柴油机的全程调速和两极调速的功能，达到了与发动机匹配主机的动力特性要求。