介紹安徽銅陵柴油發(fā)電機(jī)組調(diào)速方法 １面向Simulink數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)框圖 　　在建立了安徽銅陵柴油發(fā)電機(jī)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(guò)對(duì)真實(shí)控制系統(tǒng)繪制仿真框圖，觀(guān)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(jìn)行了不完全微分，這是用來(lái)改善它的控制功能，取得更好的控制效果。 　　１．３變速度積分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(diǎn)。首先它具備自適應(yīng)能力，能夠自動(dòng)識(shí)辨被控過(guò)程參數(shù)、自動(dòng)整定控制參數(shù)，能夠適應(yīng)被控過(guò)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(jiǎn)單、魯棒性強(qiáng)、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。這使得自適應(yīng)PID控制成為過(guò)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(jì)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?cè)O(shè)計(jì)的ＦＩＳ結(jié)構(gòu)連接起來(lái)，就可以對(duì)它進(jìn)行仿真研究了，系統(tǒng)仿真框圖的建立關(guān)鍵是對(duì)ＰＩＤ三個(gè)參數(shù)Ｋｐ，Ｋｉ，Ｋｄ的整定，這必須考慮到不同時(shí)刻三個(gè)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、響應(yīng)速度、超調(diào)量和穩(wěn)態(tài)精度等各方面來(lái)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(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。Ｋｐ取值過(guò)小，會(huì)降低調(diào)節(jié)精度，使響應(yīng)速度變慢，延長(zhǎng)調(diào)節(jié)時(shí)間，使系統(tǒng)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)特征變壞。 　　（２）積分作用系數(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(guò)大，在響應(yīng)過(guò)程的初期會(huì)產(chǎn)生積分飽和現(xiàn)象，從而引起響應(yīng)過(guò)程的較大超調(diào)。但Ｋｉ過(guò)小會(huì)使系統(tǒng)的靜態(tài)誤差難以，影響系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度。 　?。ǎ常┪⒎值淖饔孟禂?shù)Ｋｄ的作用是改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特征，其主要作用是在響應(yīng)過(guò)程中抑制偏差向任何方向的變化，對(duì)偏差變化進(jìn)行提前預(yù)報(bào)。但Ｋｄ過(guò)大，會(huì)使響應(yīng)過(guò)程提前制動(dòng)，延長(zhǎng)了調(diào)節(jié)時(shí)間，而且會(huì)降低系統(tǒng)的抗干擾性能。下面是進(jìn)行模糊控制PID控制的系統(tǒng)仿真框圖。 　　２對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究 　　建立了系統(tǒng)的仿真框圖后，就可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)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(shí)的仿真效果。對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真有助于我們對(duì)安徽銅陵柴油發(fā)電機(jī)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(duì)系統(tǒng)的研究有積極作用。 　　系統(tǒng)仿真圖通過(guò)ＭＡＴＬＡＢ中的模糊控制箱實(shí)現(xiàn)，同時(shí)根據(jù)自己控制系統(tǒng)的具體特點(diǎn)和要求來(lái)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(guò)改變積分項(xiàng)的累加速度，使得它和偏差大小相適應(yīng)，偏差大的時(shí)候，積分慢；偏差小時(shí)，積分快，這就可以減少超調(diào)，同時(shí)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(gè)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(dòng)態(tài)特性的時(shí)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(duì)模糊自適應(yīng)控制的仿真進(jìn)行分析。這些都是基于前面建立的安徽銅陵柴油發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)模型的 　　可見(jiàn)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(shí)間減小，曲線(xiàn)更平整，反應(yīng)時(shí)間加快了，控制效果明顯更好了。同時(shí)模糊PID控制器在控制過(guò)程前期具有模糊控制器的特點(diǎn)，而在控制過(guò)程后期具有PID調(diào)節(jié)器的所有優(yōu)勢(shì)，是一種性能優(yōu)良的控制器，所以在實(shí)際使用中可以選用模糊自適應(yīng)控制方法。

發(fā)電機(jī)電控系統(tǒng)部件詳細(xì)介紹 噴油器 燃油共軌系統(tǒng)采用的是電控噴油器，它是根據(jù)電子控制單元的指令在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)⑦m量的燃油噴射到燃燒室中。電控高壓噴油器主要由噴油器體、噴油器控制電磁閥、噴油器偶件、O形密封圈、QR code信息片、噴油器電磁閥接線(xiàn)柱等部分組成。 電控噴油器的工作原理、工作過(guò)程如下。 ①未噴油狀態(tài)。高壓油軌內(nèi)的燃油進(jìn)入噴油器，但電磁閥沒(méi)通電，TWV閥關(guān)閉，控制室壓力等于油軌壓力，噴嘴關(guān)閉。 ②噴油過(guò)程。ECU控制電磁閥通電，TWV閥打開(kāi)，控制室壓力得到釋放，使控制活塞上移，噴嘴打開(kāi)噴射燃油。 ③噴油結(jié)束。電磁閥斷電，TWV閥關(guān)閉，控制室壓力與油軌壓力同步，噴嘴關(guān)閉，噴油結(jié)束。 電子控制單元 電子控制單元是整個(gè)柴油機(jī)電控系統(tǒng)的“計(jì)算機(jī)與控制中心”，它是電控系統(tǒng)的“大腦”整個(gè)電控系統(tǒng)的核心。它承擔(dān)整個(gè)電控系統(tǒng)的信號(hào)采集與處理、數(shù)據(jù)運(yùn)算與分析、控制策略的實(shí)現(xiàn)、控制指令的產(chǎn)生、數(shù)據(jù)的通信與交換等功能。 ECU通過(guò)各種傳感器和開(kāi)關(guān)，采集到發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前的工作狀態(tài)信息，進(jìn)行分析計(jì)算并按此狀態(tài)下預(yù)先標(biāo)定好的 參數(shù)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油量、噴油時(shí)間及噴油壓力，從而調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，達(dá)到省油、、低排放的目的。 傳感器 傳感器是一種轉(zhuǎn)換器，作用是進(jìn)行信號(hào)變換。柴油機(jī)電控系統(tǒng)中常用的傳感器有溫度、壓力、轉(zhuǎn)速傳感器等。 電控共軌系統(tǒng)中的傳感器一般有加速踏板位置傳感器、曲軸轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器等。 ①加速踏板位置傳感器。加速踏板位置傳感器分為電位器式（早期使用）和霍爾式兩種，常稱(chēng)為“電子油門(mén)”，其作用是通過(guò)檢測(cè)加速踏板的位置了解駕駛員的愿望，進(jìn)而了解發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷狀況。位置傳感器把發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，負(fù)荷越高，電壓越大，然后把此信息ECU由其進(jìn)行相關(guān)比較和計(jì)算后，發(fā)出指令控制相關(guān)的執(zhí)行器（如增加噴油量）。 加速踏板信號(hào)是雙路信號(hào)，信號(hào)1的電壓值約為信號(hào)2電壓值的2倍。 ②曲軸轉(zhuǎn)速傳感器。曲軸轉(zhuǎn)速傳感器（Ne傳感器）可以確定活塞上止點(diǎn)位置，同時(shí)測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)速。曲軸轉(zhuǎn)速傳感器安裝在飛輪殼體上。 傳感器信號(hào)產(chǎn)生的原理是：飛輪360°范圍內(nèi)按6°間隔打58個(gè)孔!剩下2孔未打，形成聞隙，作為判斷活塞上止點(diǎn)的依據(jù)。傳感器中的磁通跟隨著通過(guò)的孔與間隙而變化，產(chǎn)生正弦交流電壓，其波幅隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速而變化。設(shè)定間隙到傳感器位置的角度，可確定一缸上止點(diǎn)。結(jié)合凸輪軸傳感器正時(shí)凸輪，確定一缸點(diǎn)火上止點(diǎn)。 ③凸輪軸位置傳感器。凸輪軸位置傳感器安裝在高壓油泵總成上，通過(guò)測(cè)量高壓油泵凸輪軸轉(zhuǎn)速和位置，來(lái)確定柴油機(jī)噴油正時(shí)時(shí)聞（凸輪軸轉(zhuǎn)速為曲軸轉(zhuǎn)速的1/2）。 ④進(jìn)氣壓力傳感器。進(jìn)氣壓力傳感器的安裝位置：進(jìn)氣壓力傳感器為半導(dǎo)體壓敏電阻式壓力傳感器，其作用是把進(jìn)氣壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，然后發(fā)送給ECU，由ECU計(jì)算進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的空氣量，用來(lái)控制噴油量（空燃比）。 ⑤軌壓傳感器。軌壓傳感器安裝在共軌管的一端，用于實(shí)時(shí)測(cè)量共軌管中的燃油壓力，測(cè)量范圍為0～200MPa。其原理是把壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，再將信號(hào)放大后輸送到ECU，由ECU對(duì)壓力控制閥（PCV）實(shí)施反饋控制，通過(guò)增減油泵供油量來(lái)調(diào)節(jié)油壓，使油壓穩(wěn)定在目標(biāo)值。 ⑥冷卻液溫度傳感器。冷卻液溫度傳感器安裝在節(jié)溫器體上，是負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻傳感器，使用范圍為-40～130℃。該傳感器主要用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻的溫度，把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，從而進(jìn)一步控制燃油噴射量。 進(jìn)氣溫度傳感器。進(jìn)氣溫度傳感器為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，安裝于進(jìn)氣歧管上，主要用于測(cè)量進(jìn)氣管中的進(jìn)氣溫度，從而進(jìn)一步控制燃油噴射量。 執(zhí)行器 ①主繼電器控制。電裝共軌系統(tǒng)的主繼電器控制電路。當(dāng)打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)到“ON”位置后，ECU端子中KEY/SW端子得電，M_REL端子就輸出低電平，導(dǎo)致主繼電器動(dòng)作，+BP端子就輸入24V電壓供給整個(gè)ECU工作；當(dāng)電源關(guān)斷或掉電時(shí)，M_REL端子由軟件控制，并不馬上變?yōu)楦唠娖?，而是維持一段時(shí)間，使得ECU有足夠時(shí)間保存數(shù)據(jù)。只有當(dāng)延遲時(shí)間結(jié)束后，M_REL端子才由低電平轉(zhuǎn)變成高電平，從而切斷ECU的工作電源。 ②PCV繼電器控制。壓力控制閥用于控制從供給泵到共軌管內(nèi)的燃油量，電裝共軌系統(tǒng)的PCV繼電器控制電路：當(dāng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)打到“ON”位置時(shí)，PCV繼電器動(dòng)作，向PCV1和PCV2供電，當(dāng)ECU發(fā)出PCV驅(qū)動(dòng)指令后，三級(jí)管導(dǎo)通，PCV開(kāi)始工作。 ③燃油計(jì)量閥。燃油計(jì)量閥安裝在高壓油泵的進(jìn)油位置，ECU通過(guò)控制其通電時(shí)間來(lái)調(diào)整油泵的燃油供給量，從而控制共軌中的燃油壓力值。 燃油計(jì)量單元在斷電狀態(tài)下，靠彈簧作用力，閥處于全開(kāi)位置當(dāng)通電后電磁閥作用，克服彈簧力，將閥關(guān)閉。在柴油機(jī)啟動(dòng)或柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)ECU的指令來(lái)執(zhí)行電磁閥的動(dòng)作，保證高壓軌內(nèi)壓力穩(wěn)定在規(guī)定要求。