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

1、節(jié)能環(huán)保和智能控制是當今船用中速柴油機的發(fā)展趨勢。作為柴油機智能控制技術之一的電子調(diào)速控制技術是提高柴油機動力性、經(jīng)濟性和改善排放性能的有效技術措施。本文利用建模仿真技術和電子信息技術，搭建電子調(diào)速系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真平臺，研究柴油機電子調(diào)速控制策略。研究的主要結論如下:
　　 1、通過前期技術分析和市場調(diào)研，設計了以柴油機為模型、電子調(diào)速液壓執(zhí)行器和快速原型控制器為實物的硬件在環(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)仿真平臺的總體技術方案。
　　 2、設計了電子調(diào)速試驗臺（含液壓執(zhí)行器、柴油機模型和實時仿真調(diào)試窗口），研制了WOODWARD UG-A液壓執(zhí)行器試驗臺，并對其進行了動態(tài)特性試驗，試驗發(fā)現(xiàn)控制信號經(jīng)過液壓執(zhí)行器會產(chǎn)生0.2～0.6s延遲，該延遲會造成仿真精度降低甚至直接影響電子調(diào)速控制策略，驗證了液壓執(zhí)行器以實物形式存在的必要性;在Simulink建模仿真軟件平臺上，建立了MAN6L16/24型增壓中速柴油機的平

3、均值仿真模型，仿真結果與臺架試驗結果在全工況內(nèi)相近;開發(fā)了基于ETAS-Experiment Environment實時仿真調(diào)試窗口。
　　 3、研究分析了包括邏輯功能和控制算法在內(nèi)的中速柴油機電子調(diào)速器控制策略，設計了柴油機起動、額定轉速/怠速切換、負荷自動調(diào)節(jié)、安全保護等模塊，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柴油機模型完成了電子調(diào)速系列仿真試驗，并在模型原機上進行了電子調(diào)速特性試驗，試驗驗證了所設計控制策略的正確性;同時采用多種方法對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Ⅲ標準。
　　 5、控制策略研究得到以下結論:影響柴油機起動過程的主要參數(shù)有最低起動轉速、開環(huán)起動齒條位置和閉環(huán)PID系數(shù)，以MAN6L16/24柴油機為對象，當起動轉速設定在怠速的70％左右