发动机泵站专家模糊控制系统设计与实现

发布时间：2020-07-13 00:20

【摘要】：移动泵站是军队后勤保障的重要任务之一,油料保障装备是实现军队油料保障的主要手段。在移动泵站中,泵站运行时,其工况、负荷都会随机变化,泵站动力总成必须实时调整工况,使系统快速到达新的平衡点,且调整过程应平稳。如果完全人工调控,根据人工经验控制泵站的起停、运转及容量切换,很难做到系统压力平衡或流量平衡,造成泵站扬程多变、失衡,一影响效果,二影响效率,如果调控不及时或人工调控时发生错误,还可能产生重大安全事故。因此对泵站的自动化智能控制可以带来重大经济效益与军事效益,意义十分重大。本论文通过对移动泵站国内外现有状况的分析,提出了国内现有移动加油泵站在加油控制系统中现在存在的问题。为了解决这些问题,提出来用智能控制理论,来替代传统的PID控制方法。通过研究泵站专家控制理论、泵站模糊控制理论、泵站专家模糊控制理论、泵站专家模糊控制理论仿真,开发了手自一体发动机油门执行器及控制系统硬件,通过专家系统,确定模糊控制中的模糊控制规则,最后得出控制模型。为了验证该方法是否正确,进行了传统PID控制方法与智能控制方法的对比实验。实验结果表明:该智能控制方法与传统PID控制方法在稳定状态二者的控制误差相当,但智能控制方法在控制效率和此方法产生的经济性方面要远远优于传统PID控制方法,在状态切换时,智能控制方法控制速度快,装备工作状态切换更稳定;在实际应用时,它不仅用于军队保障,还可用于野外运加油和海上应用等。因此该系统具有很大的应用价值和市场前景。
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP273.4;E144
【图文】：

示意图,总成,泵站,管路

1-托盘总成 2-附件箱总成 3-前舱总成 4-灭火器5-罐体总成 6-管路总成 7-后舱总成 8-电控系统图 2-1 发动机泵站结构图Fig.2-1 Structure of engine pump station发动机泵站的结构是由托盘总成、附件箱总成、前舱总成、灭火器、罐体总管路总成、后舱总成和电控系统组成。其示意图见图 2-2。原理图见图 2-3

原理图,泵站,发动机,原理图

图 2-3 发动机泵站原理图Fig.2-3 Schematic of engine pump station油罐输油经过阀 1（打开）经过粗滤器同时把阀 1（关闭）在经过减震器到真空表输出数值再到输油泵随后输出压力值减震后通过单向阀经过滤器阀 5 或6（打开）可以选定一个油枪完成输油；输油完后通过阀 7 或 8 通过输油泵的压力改变来完成回流。自动控制系统由控制器、显示终端、电源盒、采集控制器、压力传感器、蓄电池、控制面板及油门执行器等组成，如 2-4 图所示。

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图 2-4 发动机泵站自控系统图Fig. 2-4 Autocontrol engine pump station system2.1.1 泵动态模型根据项目的目标，移动泵站油箱容积为 9500L，发动机泵站共有 6 把加油枪，每把加油枪的最大流量为 120L/min，正常使用的油枪额定流量为 60 L/min，那么发动机泵站的总流量至少为 360 L/min，为了保证满足这个目标，我们设计发动机泵站的总流量为 583 L/min，即 35m3/h。油泵采用 ZBY80-35/45 液环式自吸离心泵，泵的性能参数见表 2-1.不同流量下的效率、扬程及轴功率的动态关系见图 2-5。表 2-1 ZBY80-35/45 液环式自吸离心泵性能参数表Table 2-1 ZBY80-35/45 Liquid ring type self-priming centrifugal pump performance parameters泵型号转速流量扬程泵效率汽蚀余量自吸高度自吸时间配套柴油机型号功率

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