本文關(guān)鍵詞：30kW生物質(zhì)氣內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組空燃比控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著工業(yè)的發(fā)展,人類社會(huì)對(duì)于資源的需求量越來越大,能源短缺已經(jīng)成為制約社會(huì)發(fā)展的瓶頸。另一方面,我國(guó)的環(huán)境污染卻愈加嚴(yán)重。使用清潔能源已經(jīng)成為一種必然趨勢(shì)。生物質(zhì)能便是一種清潔能源。生物質(zhì)氣內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組是實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)能源高效轉(zhuǎn)換和綜合利用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。但是,生物質(zhì)氣熱值低、可燃?xì)怏w的含量波動(dòng)大,容易造成機(jī)組運(yùn)行不穩(wěn)定、啟動(dòng)困難、效率低下等很多問題,而解決這些問題的關(guān)鍵在于有效的空燃比控制。本課題來源于國(guó)家863課題《新型高效生物質(zhì)氣內(nèi)燃發(fā)電機(jī)研發(fā)及冷熱電聯(lián)供示范應(yīng)用》。本文以30l州生物質(zhì)氣內(nèi)燃發(fā)電機(jī)機(jī)組為對(duì)象,設(shè)計(jì)了空燃比控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和控制方法。通過分工況控制、缸溫修正、前饋反饋聯(lián)合控制的方法實(shí)現(xiàn)空燃比的快速有效控制。研發(fā)出一種空燃比控制器,設(shè)計(jì)了空燃比控制器的硬件和軟件,并通過半實(shí)物仿真驗(yàn)證控制器性能。論文的主要工作如下：首先,分析了國(guó)內(nèi)外的空燃比控制系統(tǒng),根據(jù)其存在的缺點(diǎn)設(shè)計(jì)了空燃比控制系統(tǒng),設(shè)計(jì)出空燃比控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),并在此基礎(chǔ)上并設(shè)計(jì)出一種分步控制空燃比的方法。通過判定工況、缸溫修正和前饋反饋聯(lián)合控制三步實(shí)現(xiàn)空燃比的快速有效控制。其次,根據(jù)設(shè)計(jì)出的空燃比控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和控制方法,設(shè)計(jì)空燃比控制器的硬件結(jié)構(gòu),開發(fā)出最小系統(tǒng)板、底層板、外設(shè)及其接口電路。其中,外設(shè)和接口電路主要包括轉(zhuǎn)速測(cè)量模塊、缸溫測(cè)量模塊、尾氣氧含量測(cè)量模塊、甲烷濃度測(cè)量模塊、燃?xì)膺M(jìn)氣量控制模塊和混合氣進(jìn)氣量控制模塊。再次,在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì),編寫出控制器程序。主要包括主程序、氧傳感器程序、燃?xì)忾y開度程序、信號(hào)采集程序、數(shù)據(jù)顯示程序、按鍵程序和通信程序。最后,通過基于dSPACE的半實(shí)物仿真驗(yàn)證空燃比控制器。搭建了內(nèi)燃機(jī)模型,并通過半實(shí)物仿真驗(yàn)證了前饋反饋聯(lián)合控制的控制方法能夠快速有效控制空燃比。
【關(guān)鍵詞】：生物質(zhì)氣 空燃比 控制系統(tǒng) ARM dSPACE
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP273;TM314
【目錄】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 背景意義11
• 1.2 生物質(zhì)氣發(fā)電機(jī)組空燃比控制系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 空燃比控制策略研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 空燃比控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 市場(chǎng)上常見的空燃比控制系統(tǒng)13-15
• 1.3 課題的主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 第二章 空燃比控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)16-23
• 2.1 沼氣及其空燃比16-18
• 2.1.1 沼氣16-17
• 2.1.2 沼氣的空燃比計(jì)算17-18
• 2.2 空燃比控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)18-19
• 2.3 空燃比控制方法設(shè)計(jì)19-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第三章 空燃比控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)23-34
• 3.1 空燃比控制系統(tǒng)硬件方案23
• 3.2 最小系統(tǒng)板的設(shè)計(jì)23-25
• 3.2.1 控制芯片23-24
• 3.2.2 下載器接口24
• 3.2.3 外圍晶振電路24
• 3.2.4 模擬電源電路24-25
• 3.3 底層板設(shè)計(jì)25-27
• 3.4 轉(zhuǎn)速測(cè)量模塊27
• 3.5 汽缸溫度測(cè)量模塊27-28
• 3.6 尾氣氧含量測(cè)量模塊28-31
• 3.6.1 寬域氧傳感器28-29
• 3.6.2 寬域氧傳感器接口電路29-31
• 3.7 沼氣濃度測(cè)量模塊31-32
• 3.8 燃?xì)膺M(jìn)氣量控制模塊32-33
• 3.9 混合氣進(jìn)氣量控制模塊33
• 3.10 本章小結(jié)33-34
• 第四章 空燃比控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)34-41
• 4.1 軟件總體設(shè)計(jì)34-36
• 4.2 主程序設(shè)計(jì)36-37
• 4.3 氧傳感器程序設(shè)計(jì)37
• 4.4 燃?xì)忾y門開度程序設(shè)計(jì)37-38
• 4.5 信號(hào)采集程序設(shè)計(jì)38-39
• 4.6 數(shù)據(jù)顯示程序設(shè)計(jì)39
• 4.7 按鍵程序設(shè)計(jì)39
• 4.8 通信程序設(shè)計(jì)39-40
• 4.9 本章小結(jié)40-41
• 第五章 基于dSPACE的空燃比控制系統(tǒng)半實(shí)物仿真41-49
• 5.1 dSPACE簡(jiǎn)介41-42
• 5.2 空燃比控制系統(tǒng)模型42-44
• 5.3 空燃比控制系統(tǒng)半實(shí)物仿真44-47
• 5.3.1 反饋控制44-46
• 5.3.2 甲烷濃度傳感器前饋控制46-47
• 5.4 本章小結(jié)47-49
• 第六章 總結(jié)與展望49-50
• 6.1 總結(jié)49
• 6.2 展望49-50
• 致謝50-51
• 附圖51-52
• 附表52-63
• 攻讀博士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表67

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本文編號(hào)：485564