柴油机数字式电子调速器设计与仿真

论文摘要

本论文是在模拟式电子调速器进行测绘、分析的基础上来开发一种新型数字式电子调速器,该调速器采用双制调速来防止高速飞车和怠速熄火。调速器由数据采集系统、单片机数据处理系统和执行系统组成。数据采集系统包括柴油机转速、油门踏板角度、喷油泵齿杆位置变化这三个信号的采集。其中,转速信号由磁电式转速传感器采集,油门踏板传感器采用旋转电位计模拟,喷油泵齿杆位置传感器用线性位移传感器模拟。单片机数据处理系统包括前面三个信号的处理部分和控制比例电磁铁输出部分。处理部分将模数转换处理后的油门踏板角度、喷油泵齿杆位置这两个信号和转速信号送给单片机,单片机根据梯形隶属度函数的模糊算法处理后,利用PWM方式控制比例电磁铁按照规定的要求来变化。比例电磁铁和喷油泵齿杆连接,因此可以通过调节比例电磁铁来实现对喷油泵喷油量控制,进而调节柴油机转速满足规定的要求。论文还根据机械调速器测量的特性数据,用MATLAB绘制曲线图并分析特性曲线,比较PID算法和模糊算法并选择梯形隶属度函数的模糊算法作为控制算法。模糊控制流程利用条件乘积法和结论重心法实现。最后,将本电子调速器在1004GN柴油机上进行1500r/min和1800r/min负荷特性试验,试验结果表明,本电子调速器具有良好的速度稳定性和响应快速性。本文所设计的数字式电子调速器既有控制理论方面的探索,还有实验实践方面的总结,为未来柴油机数字式电子调速系统开发作了一定的基础铺垫。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1-1 柴油机安装调速器必要性
• §1-2 柴油机调速器的发展过程
• 1-2-1 机械式调速器
• 1-2-2 液压式调速器
• 1-2-3 电子式调速器
• 1-2-4 调速器的功能分类
• §1-3 国内外研究现状
• 1-3-1 国外研究现状
• 1-3-2 国内研究现状
• §1-4 本课题研究的意义、目的和方法
• 第二章 电子调速器的工作特性
• §2-1 电子调速器的性能要求指标
• 2-1-1 静态性能指标
• 2-1-2 动态性能指标
• §2-2 机械调速器工作特性
• 第三章 电子调速器模糊控制系统的设计
• §3-1 比较并确定模糊算法作为电子调速器控制算法
• 3-1-1 比较PID 控制算法和模糊控制算法
• 3-1-2 确定模糊算法作为柴油机电子调速器控制算法
• §3-2 电子调速器控制系统模糊算法流程图
• §3-3 模糊知识（规则）库设计
• §3-4 控制系统隶属度函数设计
• §3-5 参数模糊化及匹配过程
• §3-6 由规则库确定结论
• §3-7 解模糊控制输出
• §3-8 本章小结
• 第四章 电子调速器电路与程序设计
• §4-1 测绘并且分析DT-2000B 模拟式电子调速板
• §4-2 电子调速器电路设计与仿真
• 4-2-1 执行机构的设计
• 4-2-2 传感器的设计
• 4-2-3 微处理器的选择
• 4-2-4 其他电路模块设计
• §4-3 电子调速器控制系统程序设计
• 第五章 电子调速器性能测试分析
• 第六章 总结与展望
• §6-1 总结
• §6-2 展望
• 参考文献
• 附录A
• 附录B
• 致谢