一种柴油机电子调速器参数非线性校正装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种柴油机电子调速器参数非线性校正装置及方法，包括电子调速器控制器和调速器执行器，调速器执行器连接齿条位移传感器，柴油机曲轴上连接转速传感器，还包括负载触点状态监测单元和负载电流监测单元，负载触点状态监测单元与负载控制开关的状态指示触点连接，负载电流监测单元通过电流互感器与发电机主电缆连接，齿条位移传感器、转速传感器、负载触点状态监测单元和负载电流监测单元分别与电子调速器控制器连接，通过实时采集柴油发电机组的转速、齿条位移和负载电流信号，实现控制参数的自适应整定。本发明专利技术实现了在柴油机全工况范围内的控制算法优化，减少人工手动调节的工作量，优化柴油机在部分负荷及过度工况时的性能指标。况时的性能指标。况时的性能指标。

【技术实现步骤摘要】
一种柴油机电子调速器参数非线性校正装置及方法


[0001]本专利技术涉及柴油机电子调速系统的设计技术，具体涉及一种通过转速、功率及负载电流非线性拟合实现控制参数自适应整定的装置与控制方法。

技术介绍

[0002]柴油机通过将空气及燃油注入燃烧室燃烧做功实现化学能到机械能的转换，在柴油机运行控制时，柴油机的转速是控制的目标量，通过柴油机电子调速器实时调节注入燃烧室的柴油供油量，保证柴油机工作在设定转速。在转速控制过程中，喷油泵的循环供油量由高压油泵的齿条位移及转速决定，循环供油量同齿条位移及转速的关系是非线性的，燃油燃烧转化的有效功率同燃油量的对应关系也是非线性的，由于燃油系统、供气系统、摩擦泵气损失及惯性的影响，柴油机转速变化同供油量变化的关系及动态响应特性也是非线性的。在诸多非线性因素的影响下，传统的柴油机电子调速器的控制参数整定方法由于不能同时兼顾柴油机不同工况及稳动态性能指标的需要，导致柴油机部分工况转速控制精度差。
[0003]核电厂应急柴油机发电机组作为核电厂最后的电力保护屏障，对柴油机的启动时间、转速波动率、转速恢复时间、并网工况下的负载分配有较高的要求，目前的柴油机电子调速器在控制参数整定上还有提升空间，但由于在控制器设计时，控制参数的调整方法仅设置分段调整，未充分考虑转速、功率及负载电流等影响因素的非线性特征，缺少调整手段，导致最佳的控制参数调整无法实现。
[0004]目前实现柴油机控制参数精细调整的技术路径是依据控制目标转速划分不同的分段区间，通过标定的方法对不同转速区间PID参数进行单独整定，这样的整定方法仅能消除转速的非线性影响，在相同转速不同功率的情况下，非线性的影响无法修正，负载变化带来的转速波动也无法修正。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种柴油机电子调速器参数非线性校正装置及方法，通过非线性拟合实现控制参数自适应整定。
[0006]本专利技术的技术方案如下：一种柴油机电子调速器参数非线性校正装置，包括电子调速器控制器和电子调速器执行器，所述电子调速器执行器连接齿条位移传感器，柴油机曲轴上连接转速传感器，所述齿条位移传感器和转速传感器分别通过信号线与电子调速器控制器连接；还包括负载触点状态监测单元和负载电流监测单元，所述负载触点状态监测单元与负载控制开关的状态指示触点采用电缆连接，所述负载电流监测单元通过电流互感器与发电机主电缆连接，负载触点状态监测单元和负载电流监测单元分别通过信号线与电子调速器控制器连接，通过实时采集柴油发电机组的转速、齿条位移和负载电流信号，实现控制参数的自适应整定。
[0007]进一步，如上所述的柴油机电子调速器参数非线性校正装置，其中，所述电子调速
器控制器的PWM驱动接口与电子调速器执行器通过电缆连接，所述齿条位移传感器与电子调速器执行器的驱动轴连接，电子调速器执行器与柴油机高压油泵齿条连接。
[0008]进一步，如上所述的柴油机电子调速器参数非线性校正装置，其中，所述转速传感器通过电缆与电子调速器控制器的转速输入接口连接。
[0009]进一步，如上所述的柴油机电子调速器参数非线性校正装置，其中，所述负载触点状态监测单元和负载电流监测单元分别通过电缆与电子调速器控制器的CAN通讯接口连接。
[0010]进一步，如上所述的柴油机电子调速器参数非线性校正装置，其中，所述负载电流监测单元与所述电流互感器采用电缆连接，所述电流互感器与发电机主电缆采用感应线圈耦合方式连接。
[0011]一种采用上述柴油机电子调速器参数非线性校正装置的参数非线性校正方法，包括：
[0012]电子调速器控制器依据获取的柴油机转速信号对PID参数的数值进行修正，不同转速区间对应不同的PID参数设定值；
[0013]电子调速器控制器依据获取的柴油机齿条信号对PID参数的数值进行修正，不同齿条信号区间对应不同的PID参数设定值；
[0014]电子调速器控制器依据获取的发电机负载电流信号对PID参数的数值进行修正，不同负载电流信号区间对应不同的PID参数设定值。
[0015]进一步，如上所述的柴油机电子调速器参数非线性校正方法，其中，PID参数的比例控制系数P、积分控制系数I、微分控制系数D的计算方法如下：
[0016]P＝a1
×
N+b1
×
X+c1
×
A
[0017]I＝a2
×
N+b2
×
X+c2
×
A
[0018]D＝a3
×
N+b3
×
X+c3
×
A
[0019]其中，
[0020]N为柴油机转速，
[0021]X为柴油机高压油泵齿条位移，
[0022]A为发电机负载电流，
[0023]a1、b1、c1、a2、b2、c2、a3、b3、c3为待定系数，通过台架试验进行标定获取。
[0024]进一步，如上所述的柴油机电子调速器参数非线性校正方法，其中，电子调速器控制器依据柴油机的转速误差，按照计算方法的关系式确定实时的P、I、D参数数值，并计算控制输出的PWM占空比。
[0025]进一步，如上所述的柴油机电子调速器参数非线性校正方法，其中，当电子调速器控制器在接收到负载触点状态监测单元CAN通讯接口传输的触点状态信号时，根据接入负载的序号，对齿条位移进行预调节。
[0026]更进一步，电子调速器控制器根据负载触点状态进行齿条位移预调节时，当触点由断开变为闭合时，在所计算的控制输出的PWM占空比上增加相应的预输出占空比，以阶跃信号的形式向供油量增大的方向调整齿条位移，位移量大小与负载接入量成正比；
[0027]当触点由闭合变为断开时，在所计算的控制输出的PWM占空比上减小相应的预输出占空比，以阶跃信号的形式向供油量减小的方向调整齿条位移，位移量大小与负载接入
量成正比。
[0028]在调整齿条位移时，调节的位移量通过试验标定的方法确定。
[0029]本专利技术的有益效果如下：本专利技术针对柴油机工作的非线性特征，在柴油机电子调速器中引入综合考虑转速、齿条位移及负载电流反馈的非线性控制参数校正方法，可以实现控制参数的自整定，改善柴油机稳动态调速性能指标。采用转速、齿条位移及负载电流反馈的非线性控制参数校正方法，在柴油机出厂时，经过一次试验标定即可实现全工况的参数优化，并且优化后的参数具有自整定能力，能够很好的提高柴油机的运行稳定性，应用需求明确，技术实现路径清晰，对调速性能优化具有很好的指导意义。
附图说明
[0030]图1是本专利技术的柴油机电子调速器参数非线性校正装置结构示意图；
[0031]图2是柴油机电子调速器参数非线性校正方法流程图。
具体实施方式
[0032]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柴油机电子调速器参数非线性校正装置，包括电子调速器控制器和电子调速器执行器，其特征在于，所述电子调速器执行器连接齿条位移传感器，柴油机曲轴上连接转速传感器，所述齿条位移传感器和转速传感器分别通过信号线与电子调速器控制器连接；还包括负载触点状态监测单元和负载电流监测单元，所述负载触点状态监测单元与负载控制开关的状态指示触点采用电缆连接，所述负载电流监测单元通过电流互感器与发电机主电缆连接，负载触点状态监测单元和负载电流监测单元分别通过信号线与电子调速器控制器连接，通过实时采集柴油发电机组的转速、齿条位移和负载电流信号，实现控制参数的自适应整定。2.如权利要求1所述的柴油机电子调速器参数非线性校正装置，其特征在于，所述电子调速器控制器的PWM驱动接口与电子调速器执行器通过电缆连接，所述齿条位移传感器与电子调速器执行器的驱动轴连接，电子调速器执行器与柴油机高压油泵齿条连接。3.如权利要求1所述的柴油机电子调速器参数非线性校正装置，其特征在于，所述转速传感器通过电缆与电子调速器控制器的转速输入接口连接。4.如权利要求1所述的柴油机电子调速器参数非线性校正装置，其特征在于，所述负载触点状态监测单元和负载电流监测单元分别通过电缆与电子调速器控制器的CAN通讯接口连接。5.如权利要求1所述的柴油机电子调速器参数非线性校正装置，其特征在于，所述负载电流监测单元与所述电流互感器采用电缆连接，所述电流互感器与发电机主电缆采用感应线圈耦合方式连接。6.一种采用权利要求1
‑
5中任意一项所述的柴油机电子调速器参数非线性校正装置的参数非线性校正方法，其特征在于，包括：电子调速器控制器依据获取的柴油机转速信号对PID参数的数值进行修正，不同转速区间对应不同的PID参数设定值；电子调速器控制器依据获取的柴油机齿条信号对PID参数的数值进行修正，不同齿条信号区间对应不同的PID参数设定值；电子调速器控制器依据获取的发电机负载电流信号对PID参数的数值进行修...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁慧茹，刘友，李保柱，马修真，王少华，刘问杰，冯素梅，王昕宇，丁亮，王超，张志成，姚立珊，
申请(专利权)人：青岛至善控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：