【摘要】：面對當(dāng)前世界范圍內(nèi)的能源危機(jī)和日益嚴(yán)重的環(huán)境問題。天然氣作為一種高效、安全、儲量豐富的清潔能源現(xiàn)已進(jìn)入了人們的視野。由于分布式發(fā)電具有體積小、移動方便、成本低等特點(diǎn),因此對用于分布式發(fā)電的小型天然氣發(fā)電機(jī)組的研究具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和社會效益。本文以小型氣體燃料發(fā)電機(jī)組發(fā)動機(jī)為研究對象,深入分析研究了小型氣體燃料發(fā)電機(jī)組發(fā)動機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn),根據(jù)目前國內(nèi)小型天然氣發(fā)電機(jī)組控制過程中存在的點(diǎn)火控制模塊和速度調(diào)節(jié)模塊分離的現(xiàn)象進(jìn)行,設(shè)計(jì)了包括發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火控制模塊和速度調(diào)節(jié)模塊在內(nèi)的小型氣體燃料發(fā)電機(jī)組發(fā)動機(jī)的電控系統(tǒng),根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案制定了相應(yīng)的控制策略,完成了控制系統(tǒng)的硬件、軟件設(shè)計(jì)開發(fā)和調(diào)試試驗(yàn)。選用英飛凌公司生產(chǎn)的XE164FN單片機(jī)作為控制系統(tǒng)的主控芯片。根據(jù)系統(tǒng)中傳感器及執(zhí)行器的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了包括脈沖信號處理電路、模擬信號采集電路、開關(guān)量處理電路、點(diǎn)火驅(qū)動電路、節(jié)氣門控制電路、CAN通訊電路和電源電路在內(nèi)的硬件單元。由于發(fā)動機(jī)工作時所處的環(huán)境非常惡劣,為了保證系統(tǒng)的正常工作提高系統(tǒng)的可靠性,硬件設(shè)計(jì)時還對系統(tǒng)采取了相應(yīng)的防干擾措施。軟件方面系統(tǒng)主要由上位機(jī)和下位機(jī)兩部分組成。其中上位機(jī)軟件包括參數(shù)標(biāo)定軟件及數(shù)據(jù)采集軟件,其中參數(shù)標(biāo)定軟件能夠?qū)ο挛粰C(jī)的關(guān)鍵控制參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定,并能夠?qū)Πl(fā)電機(jī)組的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和顯示；數(shù)據(jù)采集軟件基于高速PCI采集卡開發(fā),用于對發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速信號進(jìn)行采集和處理。下位機(jī)軟件根據(jù)功能可以分為啟動工況判斷函數(shù)、凸輪相位判斷函數(shù)、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)函數(shù)等幾個主要函數(shù)。采用以速度調(diào)節(jié)為外環(huán),以節(jié)氣門位置調(diào)節(jié)為內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu),采用增量式PID作為本文的控制算法。最后,本文利用信號模擬裝置和電位器等裝置模擬傳感器產(chǎn)生信號,對所開發(fā)的電控系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試和模擬驗(yàn)證試驗(yàn)。并在由全柴490柴油機(jī)改進(jìn)而來的天然氣發(fā)電機(jī)組上對控制系統(tǒng)的控制策略以及控制器的性能進(jìn)行了測試。結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)基本能夠達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。
【圖文】：

我國天然氣儲量豐富，根據(jù)第Ｈ次資源評價結(jié)果顯示，，常規(guī)天然氣資源量高達(dá)５６逡逑萬億立方米，其中可開采資源量達(dá)２２萬億立方米，主要分布在四川、塔里木、柴達(dá)木逡逑及鄂爾多斯等９個含油氣盆地，各地儲量如圖１中所示。除常規(guī)天然氣資源外，我國非逡逑常規(guī)天然氣資源也較為豐富，其中深埋小于２０００米的煤層氣資源量高達(dá)％．８１萬億立方逡逑米，位居世界第Ｈ位，因此用天然氣進(jìn)行發(fā)電在我國同樣具有可行性。逡逑１逡逑

逑２．１總體設(shè)計(jì)逡逑發(fā)電機(jī)組控制單元的硬件系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)如圖２．１所示，包括電源轉(zhuǎn)換模塊、模擬逡逑信號處理電路、脈沖信號處理電路、開關(guān)量處理電路、單片機(jī)系統(tǒng)、噴油器驅(qū)動電路、逡逑點(diǎn)火驅(qū)動電路、ＣＡＮ通訊Ｗ及軟件調(diào)試接口等。逡逑７逡逑
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM31

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 鐘祥麟;基于油膜模型的多點(diǎn)噴射汽油機(jī)瞬態(tài)工況控制研究[D];吉林大學(xué);2007年

2 彭雪飛;CNG單燃料多點(diǎn)噴射發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)開發(fā)及性能研究[D];吉林大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 劉悅;電液驅(qū)動可變配氣相位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及仿真研究[D];吉林大學(xué);2006年

2 高磊;468Q汽油機(jī)爆震檢測和控制策略的研究[D];吉林大學(xué);2007年

本文編號：2524992