【摘要】：在火炮以及某些機(jī)車(chē)中,一般把柴油發(fā)電機(jī)作為其行進(jìn)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)或者為車(chē)內(nèi)用電設(shè)備提供電源。為了確保機(jī)車(chē)能夠穩(wěn)定的行進(jìn)以及保證用電設(shè)備能夠處于一個(gè)良好的運(yùn)行環(huán)境,就需要有一個(gè)穩(wěn)定的供給電源,而柴油發(fā)電機(jī)發(fā)出電能質(zhì)量的好壞取決于柴油機(jī)輸出轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性,為了給機(jī)車(chē)提供一個(gè)良好的用電環(huán)境,有必要研究柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速輸出特性。在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下,以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境造成很大污染,并且操作起來(lái)也不太方便,因此,設(shè)計(jì)了用交流異步電機(jī)來(lái)模擬柴油機(jī)并建立其MATLAB/SIMULINK仿真模型來(lái)研究柴油機(jī)轉(zhuǎn)速輸出特性。首先,通過(guò)對(duì)柴油機(jī)的工作方式及其組成結(jié)構(gòu)的了解建立了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型,設(shè)計(jì)了變系數(shù)PID控制算法作為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制算法,并在MATLAB/SIMULINK中建立柴油機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的仿真模型;其次,通過(guò)對(duì)三相異步電機(jī)工作方式的研究建立了異步電機(jī)在不同坐標(biāo)系下的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型,選擇了矢量控制方法作為三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制算法,并在MATLAB/SIMULINK中建立了異步電機(jī)矢量控制調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型;由于柴油機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的機(jī)械時(shí)間常數(shù)要大于異步電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的機(jī)電時(shí)間常數(shù),為了讓異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)能夠去模擬柴油機(jī)調(diào)速系統(tǒng),就需要通過(guò)一定的控制算法去調(diào)節(jié)異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速輸出特性使之與柴油機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速輸出特性相同,因此設(shè)計(jì)了模型參考自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法,以柴油機(jī)調(diào)速系統(tǒng)作為參考模型,用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器替代異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速PI控制器,通過(guò)異步電機(jī)轉(zhuǎn)速輸出值與柴油機(jī)調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速輸出值之間的差值,不斷調(diào)整神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的權(quán)值,最終使這個(gè)差值趨向于零,也就實(shí)現(xiàn)了用異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)模擬柴油機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的目的。通過(guò)在MATLAB/SIMULINK中建立基于參考模型的自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)用異步電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)模擬柴油機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速輸出特性的仿真模型,根據(jù)在給定轉(zhuǎn)速突變以及突加突減負(fù)載時(shí)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)和異步電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速輸出特性曲線(xiàn)對(duì)比圖可以看出,設(shè)計(jì)的模擬系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了很好的模擬效果。
【圖文】：

建模[11]。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)以及它的調(diào)速系統(tǒng)的主要功能是使柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)在一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，，它的轉(zhuǎn)速調(diào)整方式主要是當(dāng)負(fù)載變大的時(shí)候，矩也會(huì)隨之而加大，從而使得柴油機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速變慢，為了保持原改變，就需要增加油量的供應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)了減速增油的調(diào)節(jié)動(dòng)作；的時(shí)候，對(duì)應(yīng)的阻力矩也跟著減小，從而導(dǎo)致輸出轉(zhuǎn)速變快，同樣速不變，需要減少供油量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)增速減油的調(diào)節(jié)動(dòng)作；當(dāng)負(fù)載，負(fù)載的阻力矩和柴油機(jī)輸出的主力矩保持平衡，維持供油量不變轉(zhuǎn)速下，柴油機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速能夠穩(wěn)定在此給定轉(zhuǎn)速下，表示柴油機(jī)是穩(wěn)定的，為了保持柴油機(jī)能夠處在一個(gè)穩(wěn)定的工作狀況下，應(yīng)該出主力矩與負(fù)載的阻力矩保持相等。在柴油機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中，柴油態(tài)比如負(fù)載發(fā)生一定的變化，它的輸出轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)就會(huì)因。

圖 2-2 電液執(zhí)行器原理示意圖其中 F1 是電磁力，F(xiàn)2 是反饋彈簧力，F(xiàn)3 是彈簧力，這三個(gè)力的平衡F1+F2=F3，由電液執(zhí)行器原理示意圖可以看出，此執(zhí)行器的輸入信號(hào)號(hào)分別是給定電壓 u 和柴油機(jī)的齒桿位置變化 x，其中電液執(zhí)行器的中線(xiàn)圈的輸入電流 i，滑閥的位移變化 y 以及油缸中柴油壓力 P。在執(zhí)行況下，執(zhí)行器處在平衡位置時(shí)由于油液質(zhì)量和油液的壓縮性對(duì)其影響忽略這些因素的影響，并建立其數(shù)學(xué)方程。線(xiàn)圈的電壓電流方程如下：dtdiURLΔΔ =Δi +(滑閥的運(yùn)動(dòng)方程如下：(123)02+++Δ Δ=Δ+ΔKKKyCidyCdyM(
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TK423;TJ818

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6 朱q

本文編號(hào)：2606037