YH465Q汽油机电子调速的研究

论文摘要

汽油机在作为农业机械、园艺机械、发电机组及其他场合使用的通用动力装置时都装有调速器,以便在负载或外部因素发生变化的情况下保持转速基本不变。调速器性能的优劣直接影响整台设备的工作稳定性和可靠性。随着内燃机的种类和用途的多样化,对内燃机提出了高精度、高标准的要求,而现在小型汽油机上普遍使用的机械调速器存在调节精度低、稳定时间较长等缺点。为适应生产对动力装置经济性、可靠性和自动化水平日益提高的要求,需要针对汽油机进行高性能、低成本的电子调速器的研究。本文在汽油机上应用一种PID控制器,用正交试验方法对PID数字控制的控制参数进行试验研究。所设计的电子调速器是靠控制软件来实现调节和控制功能,稳定转速、稳定调速率等都可以进行程序设定控制,具有很强的通用性和功能扩展性。对不同型号的汽油机,只要经过试验取得合适的控制参数,编制相应的控制程序,就可以使用此电子调速器对内燃机进行转速控制。在对宗申YH465Q汽油机配置的ZSQF15-3E发电机组进行大量试验后结果表明:在标定转速3000r/min时,装有该电子调速器的汽油机可以达到1.5%的稳态调速率和5%的瞬态调整率,达到发电机组国家标准G2性能等级的要求。整个电子调速机构结构简单、成本较低,具有一定的推广应用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 数字电子调速器国内外研究现状
• 1.2.1 内燃机电子调速技术发展概况
• 1.2.2 现有电子调速系统控制原理及存在的问题
• 1.3 本课题研究的目的和内容
• 1.3.1 本文研究的目的
• 1.3.2 本课题研究的内容
• 第二章 转速的自动调节
• 2.1 汽油机转速自动调节过程
• 2.2 汽油机工作特点
• 2.3 汽油机转速调节的规律
• 2.4 汽油机过渡过程研究
• 第三章 汽油机数字电子调速系统设计
• 3.1 调速系统构成
• 3.2 转速信号的采集
• 3.3 汽油机电子调速系统控制方案算法的确定
• 3.3.1 经典控制理论经典算法
• 3.3.2 控制方案确定
• 3.3.3 PID 控制算法的改进
• 3.3.4 控制算法及流程
• 3.3.5 PID 数字控制参数
• 3.4 执行机构确定
• 3.4.1 目前常用的执行元件及其特点
• 3.4.2 本课题确定的调速执行机构
• 3.5 控制电路确定
• 3.5.1 控制电路的电路原理图
• 3.5.2 转速采样电路
• 3.5.3 步进电机驱动电路
• 3.6 控制系统稳定性分析
• 3.6.1 大幅度负载变化
• 3.6.2 低负载系统振荡
• 3.7 电磁兼容
• 3.7.1 抗干扰的硬件措施
• 3.7.2 抗干扰的软件措施
• 第四章 试验研究
• 4.1 控制参数正交试验
• 4.1.1 测试设备
• 4.1.2 控制参数整定
• 4.1.3 正交试验方案的制定
• 4.1.4 正交试验数据及方差分析
• 4.2 控制参数的优化试验
• 4.2.1 变速积分项参数的试验
• 4.2.2 转速变化速率对应节气门开度曲线的试验
• 4.3 样机的测试结果——频率特性
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢