發(fā)布時(shí)間：2020-06-22 12:13

【摘要】：沼氣作為熱值高、可再生的清潔能源,擁有巨大的社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保價(jià)值,引起了人們極大的關(guān)注。空燃比是影響燃燒效率、動力和排放性能的關(guān)鍵因素,對沼氣作為發(fā)動機(jī)燃料在燃燒過程中空燃比進(jìn)行控制,可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定燃燒,提高燃燒效率。本文從以下三個(gè)方面對沼氣動力空燃比控制進(jìn)行研究。首先,沼氣是成分復(fù)雜且成分濃度變化很大的混合氣體,要實(shí)現(xiàn)對沼氣高效利用以及空燃比的精確控制,沼氣成分的穩(wěn)定及高甲烷含量是必須的。本文基于沼氣純化機(jī)理及純化技術(shù),通過控制沼氣在純化過程中的進(jìn)氣壓力、進(jìn)氣流量、堿液流量等可變因素,研究了在不同條件下沼氣的純化效果,總結(jié)了沼氣在純化過程中的純化規(guī)律。其次,沼氣的噴射流量特性是沼氣發(fā)動機(jī)空燃比控制的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),沼氣實(shí)際噴射量與噴射壓力、溫度、噴射時(shí)間、噴射器尺寸等因素相關(guān),直接影響發(fā)動機(jī)空燃比精確控制及發(fā)動機(jī)性能。本文選取C8051F340單片機(jī)作為控制芯片,設(shè)計(jì)了反應(yīng)迅速的噴射驅(qū)動電路,研究了在不同噴射時(shí)間、不同噴射壓力、不同噴嘴的尺寸及數(shù)量等條件下氣體噴射流量特性,并以此來確定氣體發(fā)動機(jī)所選用的噴射器型號及其控制參數(shù)范圍。最后,基于沼氣發(fā)動機(jī)空燃比控制特點(diǎn),本文提出了沼氣發(fā)動機(jī)空燃比控制方案。搭建了沼氣發(fā)動機(jī)平均值模型;對PID控制和模糊控制進(jìn)行了分析和比較,提出了模糊PID控制策略;結(jié)合模糊PID控制策略和沼氣發(fā)動機(jī)平均值模型,搭建了沼氣動力空燃比控制仿真模型,利用Matlab/Simulink軟件對沼氣發(fā)動機(jī)在不同負(fù)載和不同轉(zhuǎn)速條件下的空燃比控制進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明,模糊PID和普通PID兩種控制策略對沼氣發(fā)動機(jī)在不同負(fù)載、不同轉(zhuǎn)速條件下的空燃比都具有較好的控制效果,但與普通PID控制策略相比,模糊PID控制策略對發(fā)動機(jī)在不同運(yùn)行狀態(tài)下的空燃比控制得更為準(zhǔn)確,響應(yīng)時(shí)間更短,波動更小,且系統(tǒng)的動靜態(tài)特性更為穩(wěn)定,魯棒性也更好。
【學(xué)位授予單位】：上海師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S216.4;TP273

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2725658