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发电机组的PT供油系的基本原理
从油箱流经滤清器被齿轮泵所吸入,从齿轮泵排出的压力约为980kPa左右,然后经过PT泵内部的稳压器、广西贵港当地调速器、广西贵港当地节流阀(油门)、广西贵港当地断流阀(停车阀)后,离开PT泵组合体,大部分经供油管分别进入左排或右排缸的歧管中,每个气缸盖上都钻有通道,使从歧管进入喷油器。
喷油器由凸轮驱动机构所控制,按顺序定时地把喷入气缸丽,喷油器中其余的通过钻在气缸盖上与进油通道相平行的另一条回流通道经回油歧管,返回PT泵的进油一侧。
PT型供油系统调节供油量所依据的基本原理是:液体通过某一通道的流量是与液体的压力、广西贵港当地允许通过的诶时间和通道的阻力(通道的断面尺寸)成比例。在通过时间的阻力不变情况下,流量与压力成正比;在压力与阻力不变时,流量与允许通过的时间也成正比;若压力与时间不变,则流量与阻力成反比。这实质上是由流体力学龙岗基本方程式所导出的必然结论。
作为单一喷油器来说,其入口处的量孔断面尺寸是经选定而不变的。那么,油量仅与压力和喷油时间成正比,所以可称为PT供油系。另外,喷油凸轮形状也是不变的。以角度计无论转速然后变化,所经历的角度是不变的,但以时间计则进入时间是变化的,随转速升高而变短,使喷油量减少。在此情况下,如果还要保持供油量不变,则必须由PT泵来提高喷油器的进油压力,以补偿由时间缩短对供油量得影响。所以PT泵的输油压力是同时随发动机负荷和转速而变化的,这就是利用压力、广西贵港当地时间来控制循环供油量得基本道理。基于上述原理构成了整个PT型供油系。该系统中,值得重讨论的部分是PT泵、广西贵港当地喷油器和冒烟限制器。
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介绍发电机组调速方法
1面向Simulink数字调速系统框图
在建立了发电机组调速系统的各模型后,就可用MATLAB的Simulink工具建立基于常规PID控制,变速积分PID控制,不完全微分PID控制和模糊PID控制的调速系统框图。
1.1常规PID控制
首先看常规PID控制,下面是它的系统仿真框图,这是常规采用的PID控制系统图,通过对真实控制系统绘制仿真框图,观察采用常规PID控制效果。
1.2不完全微分PID控制
下面是不完全微分PID控制系统仿真框图,图2不完全微分PID控制系统仿真框图这是在常规PID基础上进行了不完全微分,这是用来改善它的控制功能,取得更好的控制效果。
1.3变速度积分PID控制
下面是变速度积分PID控制系统仿真框图。
1.4模糊PID控制
自适应模糊PID控制是将自适应控制的思想和常规PID控制器结合,吸收了自适应控制和常规PID控制的优点。首先它具备自适应能力,能够自动识辨被控过程参数、广西贵港本地自动整定控制参数,能够适应被控过程模型参数的变化;其次它又具有常规PID控制器结构简单、广西贵港本地鲁棒性强、广西贵港本地可靠性高的优点。这使得自适应PID控制成为过程控制中一种较为理想的控制方法。
如果用模糊控制箱设计出模糊控制器,再在Simulink中建立系统仿真模型,把模糊控制器模块和我们设计的FIS结构连接起来,就可以对它进行仿真研究了,系统仿真框图的建立关键是对PID三个参数Kp,Ki,Kd的整定,这必须考虑到不同时刻三个参数的相互作用和它们之间的关系。
下面从系统的稳定性、广西贵港本地响应速度、广西贵港本地超调量和稳态精度等各方面来考虑Kp,Ki,Kd的作用,建立模糊规则表。
(1)比例系数Kp的作用是加快系统的响应速度,提高系统的调节精度。Kp越大,系统的响应速度越快,系统的调节精度越高,但容易产生超调,可能会导致系统不稳定。Kp取值过小,会降低调节精度,使响应速度变慢,延长调节时间,使系统动态和静态特征变坏。
(2)积分作用系数Ki的作用是消除系统的稳态误差。Ki越大,系统的静态误差消除越快,但Ki过大,在响应过程的初期会产生积分饱和现象,从而引起响应过程的较大超调。但Ki过小会使系统的静态误差难以消除,影响系统的调节精度。
(3)微分的作用系数Kd的作用是改善系统的动态特征,其主要作用是在响应过程中抑制偏差向任何方向的变化,对偏差变化进行提前预报。但Kd过大,会使响应过程提前制动,延长了调节时间,而且会降低系统的抗干扰性能。下面是进行模糊控制PID控制的系统仿真框图。
2对系统进行仿真研究
建立了系统的仿真框图后,就可以对系统进行仿真研究,就可以比较采用常规PID控制和变积分PID控制,不完全微分PID控制,模糊自适应PID控制的比较,并具体分析我们采用的模糊控制系统仿真框图自适应控制时的仿真效果。对系统进行仿真有助于我们对发电机组调速系统的快速理解,并初步地分析出我们需要的控制参数,对系统的研究有积极作用。
系统仿真图通过MATLAB中的模糊控制箱实现,同时根据自己控制系统的具体特点和要求来建立的,基本可以反应控制系统的基本情况,可以起到很好的仿真模拟作用。
首先,比较常规PID控制和变积分PID控制,变速积分PID通过改变积分项的累加速度,使得它和偏差大小相适应,偏差大的时候,积分慢;偏差小时,积分快,这就可以减少超调,同时更好地消除静差。
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