天然气发动机怠速控制技术的研究

针对天然气发动机怠速工作过程的非线性、时变性和不确定性,设计了一种模糊PID控制系统,并利用MATLAB所提供的Simulink工具进行了仿真。结果表明：在怠速工况下,模糊PID控制比数字PID控制转速波动小,控制效果好。     

三轴燃气轮机发电机组突变负载控制策略研究

基于整机试验与仿真,对三轴燃气轮机发电机组突变负载控制策略进行了研究。试验结果表明,改进后的功率前馈加燃气发生器转速串级PID闭环控制方案具有响应速度快、抗干扰能力强和自适应性好的特点,可满足瞬态发电要求。当突增40%负载时,动力涡轮转速下降值不大于4%,恢复时间不超过2 s;仿真结果表明,甩负荷时提前打开低压压气机出口放气阀放气不仅改善了压气机工作裕度,还可以抑制动力涡轮转速的增长,当放气25%时动力涡轮转速超调量与不放气相比下降3%,恢复时间减少10 s。     

车用天然气发动机怠速转速闭环控制研究

采用自主研发的ECU和转速采集系统,应用增量式PID控制算法对天然气发动机的怠速转速进行闭环控制,研究了PID控制参数和混合气浓度对发动机怠速稳定性的影响.试验表明,自主研发的ECU和转速采集系统实用可行.     

电动钻机动力系统柴油发电机组交互振荡的研究

针对电动钻机的动力系统柴油发电机组在并联运行的时候,因供油干扰往往出现功率的周期性振荡,同时伴随着以转速振荡、电压和频率的不稳定现象,即所谓的交互振荡问题.根据其产生原理可以通过改进柴油发电机的控制策略来解决柴油发电机组并联运行时出现的交互振荡问题.目前,柴油发电机组的控制系统大都采用常规的PID控制技术,不能有效地克...     

恒速船用发电机组

恒速船用发电机组首台新系列船舶辅机６ＴＧＺＡＭ已在ＰｅｒｋｉｎｓＳａｂｒｅ旗帜下问世，它是英国Ｐｅｒｋｉｎｓ集团与Ｓａｂｒｅ发动机有限公司的开发成果。这是一种恒速的船用柴油发电机组，它有两种功率可供选择，即转速１５００ｒ／ｍｉｎ时可提供的最大备用功率...     

锅炉汽包水位的模糊自适应控制

随着机组负荷的变化,汽包锅炉水位动态特性发生变化,传统的串级三冲量汽包水位控制系统难以满足控制要求。为了改善水位控制品质,本文采用了模糊自适应串级三冲量汽包水位控制方案。在分析了350MW机组在不同工况下的汽包水位动态特性的基础上,设计了模糊自适应PID控制器;利用模糊规则,控制器的参数Kp、Ki、Kd根据水位误差信号进行动态调整。仿真结果表明,采用模糊自适应控制器的串级三冲量汽包水位控制系统在调节时间、超调量等性能指标上优于传统的串级三冲量汽包水位控制系统。     

基于MPC的三轴燃气轮机转速负荷控制

三轴燃气轮机转速负荷控制一般采用串级PID控制方案,该方案具有较好的抗干扰性,但考虑多限制时结构显得冗余、保守。为进一步提高燃气轮机控制系统的动态性能,简化系统结构,提出了一种基于模型预测控制的串级PID-MPC方案,采用MBD的设计方法在MATLAB/Simulink平台中建立了燃气轮机模型和控制算法,利用代码生成技术产生C/C++代码在全数字仿真平台上进行了集成和验证。仿真结果表明:串级PID-MPC在负荷连续阶跃和甩负荷情况下调节时间均小于3 s,超调量不超过2.9%,与串级PID相比具有更好的动态性能,且在限制条件下控制算法单步运行最大耗时4.69 ms,平均耗时1.84 ms,具有较好的实时性。     

基于空燃比控制的可调两级增压动态性能研究

以6缸可调两级增压柴油机为研究对象,设计了高压涡轮旁通闭环控制系统;建立了前馈式PI闭环控制算法,在瞬态过程中采用根据空燃比及其变化率对旁通阀开度进行调节的策略。瞬态工况试验表明,设计的闭环控制系统和算法对发动机动态响应性能的提高具有明显的效果。当发动机喷油量或者转速增加时,系统判断其进入加速或加载阶段,旁通阀立即关闭,进气压力迅速建立,减弱了涡轮增压系统的迟滞效应;当过量空气系数出现上升趋势时,旁通阀调节至查表所得的开度,待发动机喷油量和转速均不发生变化时,系统判断发动机恢复稳态,进入稳态闭环调节模式。对比其他不含动态判断的情况,发动机动态响应特性明显提升。     

航改燃机的专家PID控制仿真研究

航改燃机是非常复杂的控制对象。当前航改燃机应用领域逐步扩展,航改燃机通常采用串级控制方案。但当燃机用于船舶动力、工业发电等领域时,由于负载扰动大,采用常规的串级控制难以获得理想的控制效果。在串级控制基础上,通过引入专家PID控制方法,对燃机在大负载扰动条件下进行了性能仿真分析。2种控制方法的仿真对比结果表明:专家PID控制比串级控制具有更好的性能指标,为后续整个燃机系统的动态响应试验提供了参考与指导意义。     

自走式无人驾驶植保机用发动机转速控制系统设计

针对自走式无人驾驶车辆在起步、换挡过程中产生强烈的顿挫感,甚至导致车辆突发性前窜的现象,开发基于扭矩需求的发动机转速控制系统。该系统能够根据发动机扭矩需求的变化,调整比例积分微分(proportion integral differential,PID)控制参数,实现对节气门开度的控制,达到调整转速的目的。研究车辆起步、换挡过程中发动机扭矩的变化规律,确定发动机转速控制目标;运用神经元自适应PID算法,对发动机转速进行闭环控制,解决传统PID最佳参数设置问题;选用永磁直流电动机对节气门进行控制,解决传统油门电机精准性问题。试验结果表明,该控制系统能够根据扭矩变化调整发动机转速,并能在短时间内使发动机运行达到稳定状态,对发动机转速控制具有较好的动态特性。     

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.     

用RBF网络整定的火电厂主汽温PID串级控制系统

火电厂主汽温具有大惯性、大迟延等特性，其动态特性随负荷而变化，采用常规的按照典型工况整定的固定参数PID串级控制难以获得满意的控制效果。为此，提出一种用RBF网络整定的PID串级主汽温控制策略，将RBF神经网络和常规PID串级控制相结合构成的智能PID控制器不仅具有常规PID控制器的特性，而且具有智能控制器的自学习能力，增强了系统对不确定因素的适应性。仿真研究结果表明：系统动态品质明显优于通常的PID串级控制，能适应对象参数的变化。具有较强的鲁棒性和自适应能力。     

微型燃气轮机可变论域自适应模糊PID控制

微型燃气轮机是一个多变量、非线性的复杂系统,采用常规的控制方法仅能在其稳定运行时有较好的控制效果,而在负荷变化或特定工作点运行时,由于多种耦合限制的存在,往往难以取得令人满意的控制效果。基于微型燃气轮机发电系统的动态特性,在仿真平台上建立了含微型燃气轮机及发电系统完整的数学模型,并在模型中加入了可变论域自适应模糊PID(比例、积分、微分控制)控制环节,在燃气轮机孤网带载运行状态下,研究了燃气轮机的转速、燃料量、排气温度和机械转矩等动态特性。仿真结果表明:当负荷突变时,转速能够快速达到稳定且超调量不超过1.9%,燃料量在满载时能维持在1 p.u.附近,满足燃气轮机运行要求,具有稳态性能好、动态响应快和鲁棒性强的优点。     

极端风况下双转子风力机降载复合控制策略

为降低双转子风力机在极端风况下的大波动载荷,基于双转子风力机气动与控制仿真系统,提出了基于独立变桨自抗扰控制器和偏航模糊控制器的降载复合控制策略,并分析了正常风况和极端风况下该策略的控制效果。结果表明：与传统PID独立变桨控制相比,在极端运行阵风和极端湍流模型下,独立变桨自抗扰控制方法使叶根挥舞弯矩标准差减小18%以上;与传统恒速偏航控制相比,在极端风向变化下,偏航模糊控制方法使偏航轴承滚动力矩标准差减小约27%。降载复合控制策略有效降低了极端风况下双转子风力机的大载荷,抑制了功率波动。     

CA6DE1-21K柴油机瞬态工况NOx的排放特性

试验研究了CA6DE1-21K柴油机在恒转速变转矩和恒转矩变转速瞬态工况下NOx的排放规律．研究结果表明，在恒转速变转矩瞬态工况中，NOx瞬态排放值低于其在稳态工况下的排放值，且与转矩变化率的变化关系不大．在恒转矩变转速瞬态工况中，中低负荷时NOx排放值随着转速变化率的升高而上升，而在中高负荷时，工况的变化率对NOx排放影响不大。     

Combined constant speed control method for a wind generator equipped with hydraulic energy storage

A wind generator equipped with hydraulic energy storage (WG‐HES) uses hydraulic transmission systems instead of gearbox transmissions, thus eliminating high‐power converters and reducing the tower‐top cabin weight. When there is no wind or the wind speed is extremely low, the pressured oil released by accumulators is used to drive a motor to operate at a constant speed, thereby generating constant‐frequency power. However, few studies have examined the constant speed control characteristics for generating electricity using only an accumulator group. In this study, a combined constant speed (CCS) proportional–integral–derivative (PID) control method based on “variable displacement and throttling” is proposed, which includes two closed loops and one regulating loop. First, a simulation model of the CCS PID control method for a variable motor was established in the Simcenter Amesim program. The influence of different PID parameters on the anti‐interference ability of the constant speed control of the motor was analyzed under a given load step. Then, we obtained the range of control parameter values and a set of optimal values. Second, the effectiveness of the CCS control method and the accuracy of the simulation results were verified on a 600‐kW WG‐HES system prototype. The results verified that the CCS control method has good anti‐interference ability and can meet the requirements of constant speed control for a variable motor under the best PID parameters. These results can provide a basis for developing control strategies for WG‐HESs when there is no wind or at low wind speeds.     

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。     

发动机活塞位置全工况测量系统设计与试验

设计的发动机活塞位置全工况测量系统利用特定的二进制信号靶盘及光电传感器来突破传统磁电传感器频率响应下限,并设计活塞位置标定表和相应算法,满足了直喷汽油机瞬时反转直接起停系统对工况的拓展,可全工况实时监测发动机活塞位置、相位、正反转信号和转速.同时建立了直喷发动机停机试验台架,并在冷却水温度90,℃时进行无负载停机试验.结果表明,发动机停机行为遵循"正转-反转-再正转"的停机特征.经统计,反转幅度在65～75,°CA,反转最高转速达到70,r/min,之后的再次正转幅度在2～5,°CA,再次正转最高转速为40,r/min.发动机停机行为是活塞-连杆-曲轴-飞轮系统受摩擦和缸内所封住气体的影响,与周围环境构成停机剩余动能的耗散系统.     

柴油机瞬态工况烟度排放特性及分析

为了研究车用柴油机瞬态工况中,燃烧边界条件对燃烧过程的影响,在试验台上针对增压中冷柴油机在恒转速增转矩瞬态工况下的烟度排放特性进行了试验,并用商业计算软件STAR-CD对此瞬态工况下柴油机的燃烧过程进行了数值模拟分析。针对增压柴油机低转速大负荷排烟较差的特点,试验中发动机转速定为1000r／min,以3种不同的转矩变化率来考察柴油机瞬态工况下的排烟特性。结果表明,柴油机瞬态工况下和稳态工况下的燃烧边界条件有很大的差别,这种差别导致了柴油机瞬态工况下的烟度排放值要明显高于其相应的稳态工况。计算结果表明,随着转矩变化率的升高,最大初始放热率升高及燃烧持续期延长,这些差异同样导致排气烟度值增加。