船用天然气发动机技术发展综述

综述了国内外主要发动机公司的柴油/天然气双燃料发动机和纯天然气气体燃料发动机的发展概况和主要技术特点,以及各公司应对IMO TierⅢ和EPA TierⅣ排放法规的主要技术策略;综合分析了天然气发动机面临的主要技术问题和研究方向以及未来的发展趋势。     

船用天然气发动机电子节气门自适应高阶滑模控制

针对船用天然气发动机电子节气门非线性控制问题以及高阶滑模控制存在的边界难以估计问题,提出了一种基于高阶 滑模理论的节气门自适应控制算法,设计了基于系统相平面轨迹收敛过程的自适应策略,为了增加控制算法的实用性,在自适 应策略的基础上设计了检测区域,通过判断系统状态与该区域的相对位置双向调节控制增益,以防止增益过大而导致控制精度 降低、控制能量浪费的问题;同时,采用鲁棒微分估计器,对不可观测量进行估计;最后,设计 3 种测试方案,将该算法与传统高 阶滑模算法进行实验对比。 实验结果表明:在阶跃信号下,该算法使系统响应速度提高 35% ,稳态误差均方根减小 37. 5% ;在正 弦信号下,系统最大稳态误差和稳态误差均方根分别减小 30% 和 22% 。     

基于LabVIEW的双燃料发动机测试系统设计与开发

基于NI数据采集卡及调理模块,配合发动机各关键位置的传感器,采用LabVIEW软件编写采集程序和串口通信程序,开发了双燃料发动机实时监控测试系统。利用标准信号发生器等设备校准所开发的测试系统,并在双燃料发动机试验台上获取了部分测试点的实时状态参数,验证了所设计开发的测试系统的精确度。     

有限转角力矩电机作为柴油机调速执行机构的设计研究

针对现有大功率柴油机电子调速器执行机构存在的结构复杂、环境适应性差等问题,研究设计了一种大工作能力有限转角力矩电机作为柴油机调速执行机构.介绍了有限转角力矩电机的结构、原理及设计特点,并建立了数学模型,在此基础上进行了稳态和动态性能仿真分析以及样机特性试验研究.仿真与试验结果基本吻合,表明样机设计合理,具有控制精度高、动态响应快、适用范围广等特点,满足作为大功率柴油机电子调速执行机构的要求.     

基于模型参考自适应的柴油机转速控制研究

为了更好地调节柴油机转速,采用模型参考自适应控制（model reference adaptive control, MRAC）策略扩展的离散时间积分最小控制综合（discrete-time minimum control synthesize integration, DTMCSI）算法,来达到转速动态快速跟踪和闭环控制稳定的效果。将自适应算法在已完成精度验证的柴油机转速模型上进行仿真验证后,与传统的比例积分微分（proportion integration differentiation, PID）控制策略进行比较,并将该算法在快速控制原型系统搭建的试验平台上进行试验验证。试验结果表明该算法具有快速跟踪转速变化和抗干扰能力,控制性能达到国家二级电站标准,可以实际应用。     

天然气发动机燃气喷射规律测试技术及分析

针对燃气喷射规律的测量方法进行研究,并基于定容积法原理建立了燃气喷射规律试验平台。通过考虑壅塞特性、定容气室压强波动、燃气阀泄露等因素,确保了测量结果的精度。为配合玉柴YC6K400LN-C30研发工作,对燃气喷射阀的燃气喷射规律进行了实验研究。获取了不同压强和喷气脉宽下喷射规律曲线,并得到了燃气喷射延迟、喷气持续期、质量流率等重要数据。结果表明:相同喷气脉宽,不同喷气压强下的喷射延迟和持续期基本一致;喷气维持阶段的质量流率与喷气压强成正比;燃气喷射阀全开时,喷气量和喷气持续期与喷气脉宽均呈线性关系;当喷气量低于40 mg时,喷气量的不一致性较高。提高喷气压强,有利于缩短喷气持续期,从而可以有效避免由于气阀重叠角造成的燃气由排气阀溢出的问题,有助于提高发动机的经济性、排放性及动力性。     

冲灰水闭路循环系统及回水管防垢

简述扬州发电厂冲灰水闭路循环系统；介绍回水系统添加新型复合阻垢剂防止回水管结垢的试验。     

层次离散熵及其在高压共轨喷油器故障诊断中的应用

随着非线性科学理论的飞速发展,信息熵方法已广泛应用于工程机械的故障诊断中。提出了层次分析和离散熵结合的层次离散熵(HDE),研究其参数变化对熵值计算精度和计算效率的影响,并与多尺度熵(MSE)、多尺度模糊熵(MFE)、多尺度离散熵(MDE)、层次样本熵(HSE)和层次模糊熵(HFE)进行对比研究,研究结果表明,HDE在鲁棒性和计算效率方面有一定的优势。基于HDE和成对邻近特征选择方法(PWFP)的优点,提出了基于HDE和PWFP的高压共轨喷油器故障诊断方法,通过对共轨柴油机燃油压力波数据进行分析,并将该方法与MSE,MFE,MDE,HSE,HFE和PWFP结合方法作了对比。结果表明,相对于现有信息熵的故障诊断方法来说,基于层次离散熵和PWFP的喷油器故障诊断方法有更高的故障识别率和计算效率。     

船用混合动力推进系统能量管理系统关键技术研究现状

面对能源短缺和排放法规严格的问题,使用新型混合动力系统成为船舶未来发展的重要方向.分析了航运业所面临的挑战,阐述了船舶混合动力优势和必要性,并总结归纳能量管理系统的拓扑结构和实现构架;对能量管理系统研究现状进行剖析,提出了混合动力系统多能源耦合能量管理策略的发展路线;剖析了船舶混合动力系统能量管理策略研发所面临的挑战,...     

基于扰动估计的电子节气门离散快速终端滑模控制及实验性能分析

针对电子节气门数字控制中不确定性与扰动导致的控制精度低问题，提出一种新型离散快速终端滑模控制器。首先，基于欧拉离散化方法建立节气门离散模型，并考虑全部参数的不确定性以及进气扰动。采用延迟估计器对系统扰动总集进行估计，并补偿到控制器中，使滑动变量的稳态性能提升至采样步长的高阶精度。然后，基于离散滑模到达条件设计改进离散快速终端滑模控制率。理论证明了所提出的控制器拥有更佳的稳态精度，并揭示了采样步长和关键控制参数对系统性能的影响规律。最后，设计两种实验测试信号，与传统离散滑模控制进行对比，结果表明所提出的控制器拥有更快的响应速度和更高的控制精度，尤其是节气门连续小角度变化时动态跟踪性能良好。