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為您講解什么是柴油發(fā)電機組 柴油發(fā)電機組由柴油機、同步發(fā)電機、配套電氣控制設備及各種輔助部件組成，是將柴油機的機械能轉變?yōu)殡娔懿⑼ㄟ^電力電纜將電能提供給用戶的設備。在無法實現(xiàn)正常電力供電或突然斷電時，柴油發(fā)電機組便能夠提供穩(wěn)定可靠的電力。對一些不允許突然斷電的特殊部門或重要場合，柴油發(fā)電機組更能發(fā)揮備份電力的作用，可有效地保證連續(xù)、正常、穩(wěn)定、的用電。 柴油發(fā)電機組所使用的柴油機是動力輸出部分，它以柴油為燃料，靠汽缸中壓縮后形成的高溫高壓空氣使噴入的霧狀柴油燃燒膨脹而做功，把熱能轉變?yōu)闄C械能。由于柴油是靠被壓縮的高溫空氣而自燃，因此柴油機又稱為壓縮引燃式內燃機。柴油發(fā)電機組所使用的柴油機一般為四沖程水冷式高速柴油機。所謂四沖程柴油機即為進氣、壓縮、做功（膨脹）、排氣4個過程完成一個工作循環(huán)。柴油機的種類很多，分類方法多樣，按汽缸排列方式一般可分為2、4、6缸直列型和12缸V型柴油機；按進氣方式可分為自燃吸氣型和增壓型柴油機；按活塞沖程可分為140mm和150mm柴油機（135系列）；按用途可分為發(fā)電用、船用、車用、農業(yè)灌溉用、工程機械用及其他工業(yè)配套用柴油機。 柴油發(fā)電機組中的發(fā)電機是將機械能轉變?yōu)殡娔艿难b置，是電力輸出部分。發(fā)電機的種類也很多，分類方法多樣，按輸出電流的性質可分為直流發(fā)電機和交流發(fā)電機；按所用原動機的不同可分為柴油發(fā)電機、汽油發(fā)電機、水輪發(fā)電機和汽輪發(fā)電機等多種。 柴油機和發(fā)電機為剛性連接，并通過減震器直接安裝于掛車車架或固定支架上，其他配套件（如控制箱、油箱和電池箱等）均直接或通過架子固定在車架上（固定式柴油發(fā)電機組的油箱一般與固定支架分離，另設支架支撐油箱，電池放置在地面上），由車架直接承受負荷。 發(fā)電機組有柴油發(fā)電機組和汽油發(fā)電機組兩種。以柴油機作為發(fā)電機動力源的柴油發(fā)電機組，與以汽油機作為發(fā)電機動力源的汽油發(fā)電機組相比有多項優(yōu)點： ①燃油經濟。柴油機的熱效率高，燃油消耗率低，而且在工況變化時，燃油消耗率曲線變化比較平坦，這對經常在部分負荷下工作的柴油機來說是非常重要的。 ②工作可靠、耐久。柴油機由于沒有點火系統(tǒng)，所以故障相對較少，工作可靠。 ③使用范圍廣?，F(xiàn)代柴油機采用對空氣增壓的進氣方式來提高功率，如自燃吸氣（非增壓型）的6135型柴油機的標定功率為88.26kW（120馬力），而增壓型6135ZD柴油機的標定功率為139.75kW（190馬力），6135AZD型則為161.81kW（220馬力）。 ④有害排放物較少。 ⑤防火性好。 由于上述優(yōu)點，柴油發(fā)電機組被廣泛地應用于科研、工農業(yè)生產、城市建設及生活等諸多領域中的野外供電、應急供電和備份供電等方面。例如，為確保作戰(zhàn)指揮連續(xù)暢通，各級指揮所必須有穩(wěn)定、充足和連續(xù)的供電電源；在野外條件下，難以實現(xiàn)用電力電纜供電，而體積較小、機動性強的柴油發(fā)電機組能夠為各種設備提供穩(wěn)定可靠的充足電力。 目前，柴油發(fā)電機組的在用型號較多，功率大小不一，其中發(fā)電機組大多以柴油為燃料，功率較小的發(fā)電機組所配原動機的個別型號采用汽油為燃料。發(fā)電機多為有刷同步發(fā)電機和無刷同步發(fā)電機。發(fā)電機自動調壓部分形式較多，目前采用可控硅、相復勵和TDI型碳阻式自動調壓原理的較多，個別型號的發(fā)電機自動調壓部分采用大功率管等。不同的供電場所使用的用電設備也不同，發(fā)電機也應采用不同的自動調壓方式。 隨著微電子技術、自動控制技術以及復合材料等技術的不斷發(fā)展，柴油發(fā)電機組正向高度機動化、小型化和智能化方向發(fā)展。相關技術的不斷進步和更新，使得柴油發(fā)電機組的保障能力和技術水平不斷得以提高，這必將極大地促進各領域綜合供電保障能力的不斷提高。
介紹柴油發(fā)電機組調速方法 １面向Simulink數(shù)字調速系統(tǒng)框圖 在建立了柴油發(fā)電機組調速系統(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。 １．２不完全微分PID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。 ?。保茨：齈ID控制 自適應模糊PID控制是將自適應控制的思想和常規(guī)PID控制器結合，吸收了自適應控制和常規(guī)PID控制的優(yōu)點。首先它具備自適應能力，能夠自動識辨被控過程參數(shù)、自動整定控制參數(shù)，能夠適應被控過程模型參數(shù)的變化；其次它又具有常規(guī)PID控制器結構簡單、魯棒性強、可靠性高的優(yōu)點。這使得自適應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計的ＦＩＳ結構連接起來，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系。 下面從系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應速度、超調量和穩(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。 ?。ǎ保┍壤禂?shù)Ｋｐ的作用是加快系統(tǒng)的響應速度，提高系統(tǒng)的調節(jié)精度。Ｋｐ越大，系統(tǒng)的響應速度越快，系統(tǒng)的調節(jié)精度越高，但容易產生超調，可能會導致系統(tǒng)不穩(wěn)定。Ｋｐ取值過小，會降低調節(jié)精度，使響應速度變慢，延長調節(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，在響應過程的初期會產生積分飽和現(xiàn)象，從而引起響應過程的較大超調。但Ｋｉ過小會使系統(tǒng)的靜態(tài)誤差難以，影響系統(tǒng)的調節(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報。但Ｋｄ過大，會使響應過程提前制動，延長了調節(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。 ２對系統(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，偏差大的時候，積分慢；偏差小時，積分快，這就可以減少超調，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。 介紹模糊自適應控制和常規(guī)PID的比較，并對模糊自適應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)響應的超調時間減小，曲線更平整，反應時間加快了，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控制方法。
