汽油發(fā)電機轉(zhuǎn)速多模態(tài)控制技術(shù)研究.pdf

1、小型汽油發(fā)電機組具有體積小、重量輕、移動方便等特點，常被作為小型商場、娛樂場所、無人值守變電站等的備用電源而廣泛應(yīng)用，而且在國防設(shè)施、石油平臺、野外勘探、移動通信以及災(zāi)害救援等領(lǐng)域也是不可缺少的關(guān)鍵裝備之一。汽油機的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性是影響汽油發(fā)電機各項電氣性能指標(biāo)的重要因素之一，但目前汽油機轉(zhuǎn)速測量與控制主要通過機械元件實現(xiàn)，就不可避免地存在慣性滯后、摩擦阻力大、調(diào)節(jié)粗糙等缺陷，其轉(zhuǎn)速調(diào)整率一般在士10％左右。如果用這種汽油機去帶動發(fā)電機，其

2、輸出電壓調(diào)整率和穩(wěn)態(tài)頻率帶將較大。本文致力于應(yīng)用最新的智能控制和數(shù)字電子技術(shù)，設(shè)計一種智能數(shù)字式電子調(diào)速器，來解決機械式調(diào)速和常規(guī)模擬PID控制在汽油同步發(fā)電機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)中的局限性。
　　 本文分析了汽油同步發(fā)電機的工作原理，研究了它在改變負(fù)載、轉(zhuǎn)換節(jié)氣門開度時的工況，并建立了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，其中包含有勵磁飽和等非線性環(huán)節(jié)，得出了引入數(shù)字式電子調(diào)速器的必要性。
　　 調(diào)好參數(shù)的常規(guī)PID控制器應(yīng)用于非線性系統(tǒng)和復(fù)雜系統(tǒng)時，

3、隨著工況不同系統(tǒng)性能會變差甚至不穩(wěn)定，不能從根本上解決動態(tài)品質(zhì)和穩(wěn)態(tài)性能之間的矛盾。而模糊控制模擬人類的思維方法，把對復(fù)雜系統(tǒng)的控制規(guī)則化、知識化，運算迅速而且又容易掌握，但是控制精度較差，無法徹底消除靜差。如果把二者有機結(jié)合起來，就可以揚長避短，既具有模糊控制算法編制靈活和適應(yīng)性強的優(yōu)點，又具有PID控制精度高的特點。使用智能多模態(tài)控制，根據(jù)系統(tǒng)的實際運行狀態(tài)，實時切換到最佳控制算法，達到系統(tǒng)快速性、穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性指標(biāo)之間的最佳結(jié)合。

4、Matlab仿真結(jié)果表明，使用多模態(tài)控制比數(shù)字PID控制能夠?qū)崿F(xiàn)更小的超調(diào)量和更短的調(diào)節(jié)時間，從而達到更好的動態(tài)性能。
　　 本設(shè)計是在三鼎SDQF2-Ⅱ型單相汽油發(fā)電機組上實現(xiàn)的，控制系統(tǒng)以單片機微控制器為中心，具有頻率測量與顯示、控制運算、節(jié)氣門控制輸出、報警保護、與計算機通信等功能模塊，設(shè)計過程分為硬件和軟件兩個部分。進行了穩(wěn)態(tài)試驗和負(fù)載切換的動態(tài)試驗，并用計算機端應(yīng)用程序來記錄汽油發(fā)電機運行的頻率和節(jié)氣門開度等數(shù)據(jù)，以測