基于硬件在環(huán)仿真的中速柴油機(jī)電子調(diào)速控制策略研究.pdf

1、節(jié)能環(huán)保和智能控制是當(dāng)今船用中速柴油機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。作為柴油機(jī)智能控制技術(shù)之一的電子調(diào)速控制技術(shù)是提高柴油機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和改善排放性能的有效技術(shù)措施。本文利用建模仿真技術(shù)和電子信息技術(shù)，搭建電子調(diào)速系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真平臺(tái)，研究柴油機(jī)電子調(diào)速控制策略。研究的主要結(jié)論如下:
　　 1、通過前期技術(shù)分析和市場(chǎng)調(diào)研，設(shè)計(jì)了以柴油機(jī)為模型、電子調(diào)速液壓執(zhí)行器和快速原型控制器為實(shí)物的硬件在環(huán)仿真形式，確定了基于德國ETAS軟/硬件系統(tǒng)搭建電子

2、調(diào)速系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真平臺(tái)的總體技術(shù)方案。
　　 2、設(shè)計(jì)了電子調(diào)速試驗(yàn)臺(tái)（含液壓執(zhí)行器、柴油機(jī)模型和實(shí)時(shí)仿真調(diào)試窗口），研制了WOODWARD UG-A液壓執(zhí)行器試驗(yàn)臺(tái)，并對(duì)其進(jìn)行了動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)控制信號(hào)經(jīng)過液壓執(zhí)行器會(huì)產(chǎn)生0.2～0.6s延遲，該延遲會(huì)造成仿真精度降低甚至直接影響電子調(diào)速控制策略，驗(yàn)證了液壓執(zhí)行器以實(shí)物形式存在的必要性;在Simulink建模仿真軟件平臺(tái)上，建立了MAN6L16/24型增壓中速柴油機(jī)的平

3、均值仿真模型，仿真結(jié)果與臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果在全工況內(nèi)相近;開發(fā)了基于ETAS-Experiment Environment實(shí)時(shí)仿真調(diào)試窗口。
　　 3、研究分析了包括邏輯功能和控制算法在內(nèi)的中速柴油機(jī)電子調(diào)速器控制策略，設(shè)計(jì)了柴油機(jī)起動(dòng)、額定轉(zhuǎn)速/怠速切換、負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)等模塊，利用ETAS-ASCET模塊化建模軟件建立了電子調(diào)速控制策略模型，在INTECRIO集成軟件中將控制模型下載到ETAS-ES910快速控制原型中集成為

4、電子調(diào)速控制器。
　　 4、基于MAN16/24柴油機(jī)模型完成了電子調(diào)速系列仿真試驗(yàn)，并在模型原機(jī)上進(jìn)行了電子調(diào)速特性試驗(yàn)，試驗(yàn)驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)控制策略的正確性;同時(shí)采用多種方法對(duì)PID參數(shù)整定，使控制器調(diào)速精度滿足國家船用電子調(diào)速等級(jí)Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)。
　　 5、控制策略研究得到以下結(jié)論:影響柴油機(jī)起動(dòng)過程的主要參數(shù)有最低起動(dòng)轉(zhuǎn)速、開環(huán)起動(dòng)齒條位置和閉環(huán)PID系數(shù)，以MAN6L16/24柴油機(jī)為對(duì)象，當(dāng)起動(dòng)轉(zhuǎn)速設(shè)定在怠速的70％左右