內(nèi)燃機(jī)數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)的研究.pdf

1、在一些行業(yè)的生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量的可燃性廢氣，如石油煉化氣、采煤產(chǎn)生的瓦斯等，這些氣體的排放對環(huán)境造成污染的同時，還存在著爆炸的安全隱患。參考分布式能源的思路，充分將這些可燃性的氣體用于發(fā)電，不僅緩解我國當(dāng)前面臨的能源緊張問題，而且減少廢氣對環(huán)境的污染，保障生產(chǎn)安全。
　　利用可燃性廢氣發(fā)電是依靠燃?xì)鈾C(jī)組拖動發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)的，但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，廢氣的排量與濃度是沒有規(guī)律可言的。倘若直接將這些不穩(wěn)定的氣體作為氣源供給燃?xì)鈾C(jī)，勢必

2、導(dǎo)致轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，發(fā)電頻率與質(zhì)量無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。針對這種情況，設(shè)計(jì)調(diào)速系統(tǒng)對燃?xì)鈾C(jī)組進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，在氣源濃度不斷變化的情況下使轉(zhuǎn)速依然穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。由于燃?xì)鈾C(jī)組體積大，受實(shí)驗(yàn)室條件的制約，采用與其結(jié)構(gòu)上有較多相似之處的中小型內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行代替，將工作的重心放到調(diào)速器的設(shè)計(jì)上，以研究內(nèi)燃機(jī)調(diào)速系統(tǒng)作為廢氣發(fā)電技術(shù)的階段性試驗(yàn)。
　　確定內(nèi)燃機(jī)作為系統(tǒng)控制對象以后，對其工作原理與特性進(jìn)行分析，按照運(yùn)轉(zhuǎn)中各性能指標(biāo)的改變得到轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)特性，

3、并依據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分別對內(nèi)燃機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。依照數(shù)學(xué)模型與系統(tǒng)的需求，選擇積分分離模糊 PID作為調(diào)速系統(tǒng)的控制策略，對增量式的積分分離 PID與模糊控制的基本原理進(jìn)行介紹，并分析本系統(tǒng)控制策略在內(nèi)燃機(jī)調(diào)速過程中的優(yōu)勢所在。按照總體構(gòu)想，設(shè)計(jì)出調(diào)速控制器，并使用MATLAB/Simulink進(jìn)行仿真研究，結(jié)果證實(shí)了調(diào)速中的性能指標(biāo)都有較大幅度提高。
　　內(nèi)燃機(jī)數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)研究離不開合適的實(shí)驗(yàn)平臺，包括結(jié)構(gòu)平臺搭建、軟硬件設(shè)計(jì)

4、。首先確定總體方案，選擇1E34F二沖程汽油機(jī)作為實(shí)驗(yàn)對象，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并加工實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)平臺，穩(wěn)固油機(jī)的同時還為硬件平臺做了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。在硬件設(shè)計(jì)上，選擇TMS320F28335作為核心芯片；結(jié)合架構(gòu)平臺，選取光電傳感模塊進(jìn)行油機(jī)速度檢測并使用T法進(jìn)行計(jì)算；依照精度要求，選取步進(jìn)電機(jī)調(diào)整進(jìn)油量完成控制過程。軟件設(shè)計(jì)上，在CCS6.0環(huán)境下編寫軟件，包括了主程序和針對上述各功能模塊的中斷服務(wù)與子程序。
　　最后在建立的內(nèi)燃機(jī)數(shù)字調(diào)速系