船舶柴油機建模及轉(zhuǎn)速控制仿真研究.pdf

1、分 類 號UD C密 級 公開單 位 代 碼 10 15 1船 舶柴 油機 建模 及 轉(zhuǎn) 速 控 制 仿真研 究林 楠指 導(dǎo) 教 師 王 興 成 職 稱 教 授學(xué)位 授 予 單 位 大 連 海 事 大 學(xué)申請 學(xué) 位 級 別 碩 士 學(xué) 科 與 專 業(yè) 控 制 理 論 與 控 制 工 程論 文 完成 日期 2008 年 6 月 論 文 答 辯 日期 2006 年 7 月答 辯 委 員會 主 席中 文 摘 要摘 要隨著 當(dāng)今 社會 對 柴

2、 油機 排 放 要 求 的提 高 ，在 當(dāng)前 的柴 油機 研 究 中 ，對 其 實行電子 控 制 己成 為迫 在眉 睫 的任 務(wù) 。 電控 柴 油 機 能使 柴油機 工作在經(jīng) 濟 性 、動 力 性和 排 放 的 最 佳 折 衷 點上 ， 因此 ，柴 油 機 的性 能 可 得 到最 大 的發(fā) 揮 。但 電控 系 統(tǒng) 的開 發(fā) 是 一個 龐 大 的系 統(tǒng) 工 程 ，需 要 投 入 大 量 的人 力 、物 力 。利 用 數(shù) 學(xué) 模 型 和 先

3、 進(jìn) 的 軟 件 對 柴 油 機 及 其 控 制 算 法 進(jìn) 行 建 模 和 仿 真 ， 這 些 無疑 會 對 我 們 認(rèn) 識 和 掌 握 柴 油 機 控 制 設(shè) 計 的一 般 方 法 、驗 證 控 制 策 略 和 優(yōu) 選 控 制 參數(shù) 起 到 非 常 重 要 的 作 用 。本 文 首 先 根 據(jù) 渦 輪 增 壓 柴 油 機 各 部 分 的 工 作 原 理 ， 以M A T L A B/ SIM U L 州 K 軟件 為平 臺 ，建 立

4、 了一 個 柴 油機 平 均 值 模 型 ，為控 制 策 略 的設(shè) 計 與 驗 證 提 供 了一 個 良好 的被 控 對 象 。然 后 對 該 模 型 中轉(zhuǎn) 速 控 制 環(huán) 節(jié) 進(jìn) 行 了傳統(tǒng) 的 PID 控 制 效 果 的研 究 ; 在 分 析 了經(jīng) 典 P ID 控 制 算 法 存 在 的 問題 的基 礎(chǔ) 上 ，提出 了將 專 家 的控 制 經(jīng) 驗 ，通 過模 糊 控 制 方 法 運 用 在 傳 統(tǒng) P ID 控 制 算 法 上 ，

5、建 立 了智 能 的模 糊 自整 定 PID 控 制 器 ，實 現(xiàn) 了 P ID 控 制 參 數(shù) 的在 線 自整 定 。仿真 結(jié) 果 顯示 ，柴 油機 的控 制 效 果 得 到 了顯 著 的提 高 ，減 少 了超 調(diào) 、提 高 了響應(yīng) 速 度 。最 后 ，建 立 一 個 簡 單 實 用 的柴 油 機 控 制 系 統(tǒng) 設(shè) 計 與 仿 真 用 戶 界面 ，通 過 簡 單 的操 作 就 可以設(shè) 定 控 制 器 參 數(shù) 并 進(jìn) 行 仿 真 ，從

6、 而 認(rèn) 識 和 掌 握 柴 油機 各 控 制 參 數(shù)對 控 制 效 果 的影 響 。本 文 的研 究 是 開 發(fā) 實 用 的柴 油 機 控 制 器 的前 期 工 作 ，更 重 要 的是 提 出和 實 踐了一 種 較 為 先 進(jìn) 的 設(shè) 計 思 路 ，為 進(jìn) 一 步 認(rèn) 識 和 掌 握 柴 油 機 控 制 器 的設(shè) 計 步驟 ，方便地 進(jìn) 行 控 制 器 參 數(shù) 的優(yōu) 化 ，縮 短 其 開 發(fā) 周 期起 到積 極 的作 用 。關(guān) 鍵 詞