柴油机ASD控制技术的研究与开发

发布时间：2020-03-23 18:19

【摘要】：随着排放法规的日益严格以及消费者对驾驶舒适性要求的不断提高,节能减排和控制集成化成为大势所趋。而传统柴油机速度调节器虽历经四代发展仍然存在控制精度低、超调量大、自适应差等缺点,不能满足当前需求。故在此背景下,开发一款基于转矩结构的柴油机速度调节器意义重大,为此,开发了全新的控制策略,设计了ASD速度调节器。基于柴油机转矩结构,重点完成了ASD相关转矩模块的分析与计算,并用Matlab/Simulink软件进行了建模。主要进行计算分析模块有:计算需求转矩、检测Overrun、计算限制转矩、计算摩擦转矩、计算传动比、计算传动协调以及分析发动机状态。按照引导和设定路径的控制思想,将ASD对应设计了基准值ASDrf和主控值ASDdc两部分,两者做减法运算从而达到速度调节的目的。ASDrf主要通过发动机条件转化和逻辑运算实现对发动机当前工况的识别,通过映射函数选择参数组T_1和K_d用于需求转矩滤波、参数组A和B用于限制转矩的计算。控制器采用优化的PDT_1方程实现滤波控制,为处理故障冲突和循环计数,设计了初始化模块。ASDdc主要是通过对转速变化进行预判进而提供补偿转矩进而转化为油量,调节转速,控制模块采用了D_2T_2串联的方式提高对转速的预判效果。用Simulink和LabVIEW软件进行了仿真,结果表明,与传统调速器相比ASD调速特性显著提高,抗干扰能力增加明显,并对转速变化趋势有预测性。基于实验室现有台架和平台,在完成与底层集成后,进行了ASD加减速工况和突变负荷工况试验验证,并对结果进行了分析。实验结果表明,在加减速工况下,ASD可以根据转速的二阶导数对转速进行预判和调节,响应时间短,滤波效果好,转速曲线过度圆滑。在突加/减负荷工况下,ASD可以通过补偿油量使转速稳定过渡,即使短时间内负荷发生陡升,转速依然过渡平稳,没有突变发生,并且可以自动调节转速适应工况。这说明ASD实现了对转速的调节,并且符合柴油机速度特性,证明了ASD技术的合理性和实用性。
【图文】：

原理做总结如下：液压式调速器模拟式调速器1940s1960s伍德沃德图 1-1 调速器发展历程图Fig.1-2 Governor development processtt 发明了离心调速器，机械式结构如图锥形弹簧与飞锤的平衡，当负荷变小当负荷变大时，α 角度变小，齿条位量轻、维修案例多经验丰富、工作可。

图 1-3 液压式调速器结构图Fig.1-3 Hydraulic governor structure三代调速器，，它的最大特点就是采用了模式调速器的结构和原理如图 1-4 所示，首、F/V 转换和保护电路，与转速设定范与执行器（喷油泵）进行比较，得到差值方向运动，这样就达到了稳定转速的目的决机械惯性和响应时间长的问题，因此目，以上柴研究所的ESG100A和伍德沃德的和响应快并且满足柴油机无差并联的需
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U464.172

【参考文献】

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本文编号：2597088