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(jìn)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(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)、自動整定控制參數(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、魯棒性強(qiáng)、可靠性高的優(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(jìn)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、響應(yīng)速度、超調(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。 　?。ǎ保┍壤禂?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。 　?。ǎ常┪⒎值淖饔孟禂?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(jìn)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(jìn)行模糊控制PID控制的系統(tǒng)仿真框圖。 　?。矊ο到y(tǒng)進(jìn)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(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)控制時的仿真效果。對系統(tǒng)進(jìn)行仿真有助于我們對安徽銅陵柴油發(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(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。

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、噴油器電磁閥接線柱等部分組成。 電控噴油器的工作原理、工作過程如下。 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噴油過程。ECU控制電磁閥通電，TWV閥打開，控制室壓力得到釋放，使控制活塞上移，噴嘴打開噴射燃油。 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柴油機(jī)電控系統(tǒng)的“計算機(jī)與控制中心”，它是電控系統(tǒng)的“大腦”整個電控系統(tǒng)的核心。它承擔(dān)整個電控系統(tǒng)的信號采集與處理、數(shù)據(jù)運(yùn)算與分析、控制策略的實現(xiàn)、控制指令的產(chǎn)生、數(shù)據(jù)的通信與交換等功能。 ECU通過各種傳感器和開關(guān)，采集到發(fā)動機(jī)當(dāng)前的工作狀態(tài)信息，進(jìn)行分析計算并按此狀態(tài)下預(yù)先標(biāo)定好的 參數(shù)，控制發(fā)動機(jī)的噴油量、噴油時間及噴油壓力，從而調(diào)整發(fā)動機(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，常稱為“電子油門”，其作用是通過檢測加速踏板的位置了解駕駛員的愿望，進(jìn)而了解發(fā)動機(jī)的負(fù)荷狀況。位置傳感器把發(fā)動機(jī)的負(fù)荷信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺?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）。 加速踏板信號是雙路信號，信號1的電壓值約為信號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位置，同時測量發(fā)動機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)速。曲軸轉(zhuǎn)速傳感器安裝在飛輪殼體上。 傳感器信號產(chǎn)生的原理是：飛輪360°范圍內(nèi)按6°間隔打58個孔!剩下2孔未打，形成聞隙，作為判斷活塞上止點的依據(jù)。傳感器中的磁通跟隨著通過的孔與間隙而變化，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。結(jié)合凸輪軸傳感器正時凸輪，確定一缸點火上止點。 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，通過測量高壓油泵凸輪軸轉(zhuǎn)速和位置，來確定柴油機(jī)噴油正時時聞（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)氣壓力信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，然后發(fā)送給ECU，由ECU計算進(jìn)入發(fā)動機(jī)汽缸的空氣量，用來控制噴油量（空燃比）。 ⑤軌壓傳感器。軌壓傳感器安裝在共軌管的一端，用于實時測量共軌管中的燃油壓力，測量范圍為0～200MPa。其原理是把壓力信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，再將信號放大后輸送到ECU，由ECU對壓力控制閥（PCV）實施反饋控制，通過增減油泵供油量來調(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量發(fā)動機(jī)冷卻的溫度，把溫度信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，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)打開點火開關(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)致主繼電器動作，+BP端子就輸入24V電壓供給整個ECU工作；當(dāng)電源關(guān)斷或掉電時，M_REL端子由軟件控制，并不馬上變?yōu)楦唠娖?，而是維持一段時間，使得ECU有足夠時間保存數(shù)據(jù)。只有當(dāng)延遲時間結(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)點火開關(guān)打到“ON”位置時，PCV繼電器動作，向PCV1和PCV2供電，當(dāng)ECU發(fā)出PCV驅(qū)動指令后，三級管導(dǎo)通，PCV開始工作。 ③燃油計量閥。燃油計量閥安裝在高壓油泵的進(jìn)油位置，ECU通過控制其通電時間來調(diào)整油泵的燃油供給量，從而控制共軌中的燃油壓力值。 燃油計量單元在斷電狀態(tài)下，靠彈簧作用力，閥處于全開位置當(dāng)通電后電磁閥作用，克服彈簧力，將閥關(guān)閉。在柴油機(jī)啟動或柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，根據(jù)ECU的指令來執(zhí)行電磁閥的動作，保證高壓軌內(nèi)壓力穩(wěn)定在規(guī)定要求。