燃气发动机空燃比控制系统研究与开发

发布时间：2017-04-27 21:05

  本文关键词：燃气发动机空燃比控制系统研究与开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 本文首先分析了燃气发动机及其空燃比控制技术的发展背景和意义,介绍了燃气发动机及其空燃比控制技术的发展现状,针对燃气发动机空燃比控制方面存在的问题,提出了本文的主要研究内容。 论文研究了8300型气体发动机及煤层气的特点,提出了基于CMAC神经网络和PID并行控制的燃气发动机空燃比控制系统的总体设计方案,并通过Simulink仿真分析,证明了该方案的可行性。 文中详细介绍了硬件的设计方案及其工作原理,包括可编程控制器(PLC)及其扩展模块的选型、传感器的选择、步进电机及驱动器的选择、信号采集与处理电路、步进电机驱动电路、键盘电路、报警电路、显示电路及电源电路等;同时详细介绍了软件的设计及实现方法,包括主程序、初始化子程序、数据采集模块、高速计数器(HSC)子程序、脉冲串(PTO)子程序、显示模块、报警模块、按键操作模块及空燃比控制模块等。在系统的研究开发过程中,考虑到外界干扰因素的影响,在硬件和软件的设计中采取了有效的抗干扰措施。 最后对设计好的控制系统进行了调试,包括系统的硬件调试、软件调试及现场联机调试。该系统实现了燃气发动机空燃比的自动控制,同时能够监视发动机的运行状况,在机器出现故障时能及时报警。调试结果表明所开发的空燃比控制系统达到了预期的目标。
【关键词】：燃气发动机 空燃比控制 小脑模型神经网络(CMAC) 并行控制
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TK433
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目录5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 课题背景及其研究意义8-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 气体燃料发动机的国内外研究状况10-11
• 1.2.2 发动机空燃比控制技术的国内外研究现状11-13
• 1.3 主要研究内容13
• 1.4 本章小结13-14
• 第二章 燃气发动机空燃比控制系统总体设计方案及控制策略研究14-24
• 2.1 8300型气体发动机简介14
• 2.2 空燃比控制系统设计方案14-15
• 2.2.1 控制系统作用14-15
• 2.2.2 控制系统的设计方案15
• 2.3 控制系统的控制策略研究15-23
• 2.3.1 PID控制概述16-17
• 2.3.2 CMAC神经网络17-19
• 2.3.3 CMAC神经网络与PID并行控制19-21
• 2.3.4 控制策略及仿真21-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 燃气发动机空燃比控制系统硬件设计24-34
• 3.1 控制器的选择24
• 3.2 传感器的选择24-27
• 3.2.1 压力传感器24-26
• 3.2.2 转速传感器26
• 3.2.3 甲烷传感器26
• 3.2.4 氧传感器26
• 3.2.5 电位器式位移传感器26-27
• 3.2.6 热电偶27
• 3.3 步进电机及驱动器的选择27-28
• 3.3.1 5700系列混合式直线步进电机27
• 3.3.2 M542驱动器27-28
• 3.4 硬件电路设计28-32
• 3.4.1 输入信号调理电路28-29
• 3.4.2 发动机转速测量电路29
• 3.4.3 步进电机驱动电路29-30
• 3.4.4 键盘电路30
• 3.4.5 报警电路30-31
• 3.4.6 显示电路31-32
• 3.4.7 电源电路32
• 3.5 硬件抗干扰设计32-33
• 3.6 本章小结33-34
• 第四章 燃气发动机空燃比控制系统软件设计34-54
• 4.1 开发环境简介34-40
• 4.1.1 编程软件的功能34-35
• 4.1.2 项目的组成35-36
• 4.1.3 程序的编写与传送36-38
• 4.1.4 用编程软件监视与调试程序38-40
• 4.2 控制系统资源分配40-41
• 4.2.1 输入输出信号资源分配40-41
• 4.2.2 数据存储器资源分配41
• 4.3 控制系统软件设计41-49
• 4.3.1 主程序42
• 4.3.2 初始化子程序42
• 4.3.3 数据采集模块42-44
• 4.3.4 高速计数器(HSC)子程序44-45
• 4.3.5 脉冲串(PTO)子程序45-46
• 4.3.6 显示模块46-47
• 4.3.7 报警模块47
• 4.3.8 功能按键操作模块47-48
• 4.3.9 空燃比控制模块48-49
• 4.4 软件抗干扰设计49-52
• 4.5 本章小结52-54
• 第五章 燃气发动机空燃比控制系统的调试54-60
• 5.1 调试的作用54
• 5.2 调试的方案54
• 5.3 调试的设备54
• 5.4 调试的过程54-58
• 5.4.1 硬件调试54-56
• 5.4.2 软件调试56-57
• 5.4.3 联机调试57-58
• 5.5 本章小结58-60
• 第六章 总结与展望60-62
• 6.1 总结60
• 6.2 展望60-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-66
• 攻读硕士学位期间发表的论文和参与的科研项目66

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 郎华;高松;谭德荣;邵金菊;;瓦斯发动机燃气混合器瓦斯阀口流量特性分析与结构优化[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2010年06期

2 高松;郎华;谭德荣;王洪佩;;煤层气发动机供气系统流量控制策略研究[J];计算机仿真;2011年11期

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 宋炳雨;纯电动汽车高压电安全管理系统研究与设计[D];山东理工大学;2011年

2 郎华;煤层气发动机空燃比控制关键技术研究[D];山东理工大学;2011年

3 皮斌;摩托车发动机EFI系统仿真及试验研究[D];华中科技大学;2009年

4 黄剑韬;摩托车电控化油器ECU标定匹配系统的设计与实现[D];西北大学;2011年

5 孟武强;基于宽域氧传感器的CNG发动机空燃比自学习控制策略研究设计[D];西华大学;2010年

6 王圳;隧道式远红外饼干烤炉的控制系统设计[D];曲阜师范大学;2012年

7 赵海艳;天然气发动机空燃比控制系统研究与开发[D];山东大学;2012年

8 杨俊;燃气发动机混合器工作特性分析及改进[D];华中科技大学;2012年

  本文关键词：燃气发动机空燃比控制系统研究与开发，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：331404