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介紹柴油發(fā)電機組調(diào)速方法
1面向Simulink數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)框圖
在建立了柴油發(fā)電機組調(diào)速系統(tǒng)的各模型后,就可用MATLAB的Simulink工具建立基于常規(guī)PID控制,變速積分PID控制,不完全微分PID控制和模糊PID控制的調(diào)速系統(tǒng)框圖。
?。保背R?guī)PID控制
首先看常規(guī)PID控制,下面是它的系統(tǒng)仿真框圖,這是常規(guī)采用的PID控制系統(tǒng)圖,通過對真實控制系統(tǒng)繪制仿真框圖,觀察采用常規(guī)PID控制效果。
?。保膊煌耆⒎諴ID控制
下面是不完全微分PID控制系統(tǒng)仿真框圖,圖2不完全微分PID控制系統(tǒng)仿真框圖這是在常規(guī)PID基礎(chǔ)上進行了不完全微分,這是用來改善它的控制功能,取得更好的控制效果。
?。保匙兯俣确e分PID控制
下面是變速度積分PID控制系統(tǒng)仿真框圖。
1.4模糊PID控制
自適應(yīng)模糊PID控制是將自適應(yīng)控制的思想和常規(guī)PID控制器結(jié)合,吸收了自適應(yīng)控制和常規(guī)PID控制的優(yōu)點。首先它具備自適應(yīng)能力,能夠自動識辨被控過程參數(shù)、雅安寶興當?shù)刈詣诱刂茀?shù),能夠適應(yīng)被控過程模型參數(shù)的變化;其次它又具有常規(guī)PID控制器結(jié)構(gòu)簡單、雅安寶興當?shù)佤敯粜詮?、雅安寶興當?shù)乜煽啃愿叩膬?yōu)點。這使得自適應(yīng)PID控制成為過程控制中一種較為理想的控制方法?!? 如果用模糊控制箱設(shè)計出模糊控制器,再在Simulink中建立系統(tǒng)仿真模型,把模糊控制器模塊和我們設(shè)計的FIS結(jié)構(gòu)連接起來,就可以對它進行仿真研究了,系統(tǒng)仿真框圖的建立關(guān)鍵是對PID三個參數(shù)Kp,Ki,Kd的整定,這必須考慮到不同時刻三個參數(shù)的相互作用和它們之間的關(guān)系。
下面從系統(tǒng)的穩(wěn)定性、雅安寶興當?shù)仨憫?yīng)速度、雅安寶興當?shù)爻{(diào)量和穩(wěn)態(tài)精度等各方面來考慮Kp,Ki,Kd的作用,建立模糊規(guī)則表。
(1)比例系數(shù)Kp的作用是加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度,提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度。Kp越大,系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快,系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度越高,但容易產(chǎn)生超調(diào),可能會導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。Kp取值過小,會降低調(diào)節(jié)精度,使響應(yīng)速度變慢,延長調(diào)節(jié)時間,使系統(tǒng)動態(tài)和靜態(tài)特征變壞。
?。ǎ玻┓e分作用系數(shù)Ki的作用是系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。Ki越大,系統(tǒng)的靜態(tài)誤差越快,但Ki過大,在響應(yīng)過程的初期會產(chǎn)生積分飽和現(xiàn)象,從而引起響應(yīng)過程的較大超調(diào)。但Ki過小會使系統(tǒng)的靜態(tài)誤差難以,影響系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度。
(3)微分的作用系數(shù)Kd的作用是改善系統(tǒng)的動態(tài)特征,其主要作用是在響應(yīng)過程中抑制偏差向任何方向的變化,對偏差變化進行提前預(yù)報。但Kd過大,會使響應(yīng)過程提前制動,延長了調(diào)節(jié)時間,而且會降低系統(tǒng)的抗干擾性能。下面是進行模糊控制PID控制的系統(tǒng)仿真框圖。
?。矊ο到y(tǒng)進行仿真研究
建立了系統(tǒng)的仿真框圖后,就可以對系統(tǒng)進行仿真研究,就可以比較采用常規(guī)PID控制和變積分PID控制,不完全微分PID控制,模糊自適應(yīng)PID控制的比較,并具體分析我們采用的模糊控制系統(tǒng)仿真框圖自適應(yīng)控制時的仿真效果。對系統(tǒng)進行仿真有助于我們對柴油發(fā)電機組調(diào)速系統(tǒng)的快速理解,并初步地分析出我們需要的控制參數(shù),對系統(tǒng)的研究有積極作用。
系統(tǒng)仿真圖通過MATLAB中的模糊控制箱實現(xiàn),同時根據(jù)自己控制系統(tǒng)的具體特點和要求來建立的,基本可以反應(yīng)控制系統(tǒng)的基本情況,可以起到很好的仿真模擬作用。
首先,比較常規(guī)PID控制和變積分PID控制,變速積分PID通過改變積分項的累加速度,使得它和偏差大小相適應(yīng),偏差大的時候,積分慢;偏差小時,積分快,這就可以減少超調(diào),同時更好地靜差。
下面比較一下常規(guī)PID控制和不完全微分PID控制的區(qū)別。不完全微分就是在PID算法中引入了一個一階慣性環(huán)節(jié),使得系統(tǒng)性能得到改善,在改善系統(tǒng)動態(tài)特性的時候又盡量減少高頻干擾。
介紹模糊自適應(yīng)控制和常規(guī)PID的比較,并對模糊自適應(yīng)控制的仿真進行分析。這些都是基于前面建立的柴油發(fā)電機的系統(tǒng)模型的
可見模糊PID控制器和常規(guī)PID控制相比,它使得系統(tǒng)響應(yīng)的超調(diào)時間減小,曲線更平整,反應(yīng)時間加快了,控制效果明顯更好了。同時模糊PID控制器在控制過程前期具有模糊控制器的特點,而在控制過程后期具有PID調(diào)節(jié)器的所有優(yōu)勢,是一種性能優(yōu)良的控制器,所以在實際使用中可以選用模糊自適應(yīng)控制方法。
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柴油發(fā)電機組的啟動系統(tǒng)有什么啟動辦法呢
1.人力啟動
一般在20PS以下小功率發(fā)動機采用人力啟動,這是簡單的啟動方法,通常用手搖柄或索直接轉(zhuǎn)動曲軸,使發(fā)動機啟動。
手搖啟動裝置簡單,啟動搖把或爪輪結(jié)構(gòu)只允許單向傳遞扭矩,避免發(fā)動機反轉(zhuǎn)傷人。
2.電動機啟動
直流電動機啟動方法廣泛用于各種車用發(fā)動機和各種用途的中小功率柴油機。這種方法是用鉛酸蓄電池作電源,由專用的直流啟動電動機拖動發(fā)動機曲軸旋轉(zhuǎn),將發(fā)動機發(fā)動起來。為保證啟動可靠,延長蓄電池的使用壽命,每次啟動通電時間不得超過15s,連續(xù)使用不得超過3次,而且各次之間的間隙時間不少于1min。
柴油機的啟動電動機功率Nq為
Nq=(0.02~01)Ne(kW)
式中 Ne—為柴油機輸出的有效功率。
啟動用蓄電池電壓為(12~24)V,容量為(100~200)Ah。
3.壓壩空氣啟動
對于功率較大的柴油機通常采用壓縮空氣啟動,其方法有兩種:一種是用空氣分配器將壓,力為(2450~2940)kPa(25~30kgf/cm2)的高壓空氣,按照柴油機的工作次序送入各個汽缸真接推動活塞使柴油機啟動,此法一般適用于缸徑≥150mm的柴油機;另一種是以壓縮空氣驅(qū)動氣動馬達,帶動柴油機啟動
4.輔助汽油機啟動
工程機械大中型拖拉機用柴油機,通常采用輔助汽油機啟動。啟動時先用人力啟動汽油機再通過傳動裝置帶動柴油機啟動。
在郵電通信部門,常用直流電動機和壓縮空氣啟動這兩種啟動方法。
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柴油發(fā)電機組中積碳的概念
大多數(shù)人都會稍微了解點柴油發(fā)電機組的價格,但是對積碳這個詞就基本上是沒聽過了,也不清楚是怎么產(chǎn)生的。但要是作為一個技術(shù)人員就必須要知道柴油發(fā)電機組積碳的概念和產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因,重要的還要能做到及時處理,及時解決。
所謂柴油發(fā)電機積碳實際上是柴油和竄入燃燒室的機油不完全燃燒的產(chǎn)物,在柴油機活塞的頂部、雅安寶興當?shù)厝紵冶诤蜌忾T周圍產(chǎn)生積炭是較為常見的現(xiàn)象。大量的積炭會對柴油發(fā)電機組的性能是由一定的影響的,其終的表現(xiàn)是:使燃燒不良、雅安寶興當?shù)貍鳠釔夯⒔档蛧娪推鞴ぷ鞯目煽啃?。那它的產(chǎn)生原因是怎樣的呢?
1,噴油器工作不正常,如霧化不良、雅安寶興當?shù)氐斡?、雅安寶興當?shù)貒娪蛪毫^高或過低以及噴油時間過早或過遲、雅安寶興當?shù)貒娪土窟^多,均會使部分燃料燃燒不完全。
2,柴油型號不對,或者是質(zhì)量不過關(guān),沒法充分燃燒。
3,柴油機超載或溫度過高,著火過早,使燃料燃燒不完全。
4,機器溫度過低,或者是加入的冷卻水過多,對要燃料的燃燒造成了影響。
了解了以上問題產(chǎn)生的原因后,我們在實際工作中才避免無計可施。只要一步步的分析問題原因, 采取相應(yīng)的措施,問題終會得到解決。
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