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　　理論研究柴油發(fā)電機(jī)組速度控制系統(tǒng)的仿真研究何偉，陳鋼（湖北工學(xué)院，湖北武漢430068）能的模糊控制系統(tǒng)。詳細(xì)討論了用Matlab進(jìn)行模糊控制器設(shè)計(jì)的方法，并對(duì)它們的控制性能用Ma-lab進(jìn)行了仿真研究和比較。

　　22：柴油發(fā)電機(jī)組用柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速直接影響到發(fā)電電壓的頻率，應(yīng)盡量使其保持穩(wěn)定。根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，其瞬態(tài)調(diào)速率應(yīng)小于5%而穩(wěn)態(tài)調(diào)速率應(yīng)小于2%.但是由于發(fā)電機(jī)負(fù)載是經(jīng)常變化的，這必然會(huì)引起柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的波動(dòng)。因此，對(duì)其轉(zhuǎn)速進(jìn)行有效控制就顯得非常重要。以下介紹幾種控制系統(tǒng)。

　　1調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程組1.1剛性反饋調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程組//柴油機(jī)的運(yùn)動(dòng)方程//離心速度感應(yīng)器的運(yùn)動(dòng)方程/剛性反饋執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方程1.2恒速反饋間接作用調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程組Ta*f+T，= 1.3模糊控制系統(tǒng)電液伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方程組。

　　Tsf+BZ；//恒速反饋液壓伺服器運(yùn)動(dòng)方程（上述運(yùn)動(dòng)方程中有關(guān)參數(shù)的說明曲軸角速度的相對(duì)偏差；ZBosh油旁柱塞轉(zhuǎn)角偏差；a-機(jī)組負(fù)載的相對(duì)偏差；Ta-機(jī)組加速時(shí)間常數(shù)；Tg-機(jī)組轉(zhuǎn)速恢復(fù)常數(shù)；Ts-剛性反饋常數(shù)；B-伺服器時(shí)間常數(shù)；u-模糊控制器的輸出電壓偏差。）2模糊控制環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)21采用二維模糊控制器。輸入為速度偏差E及其導(dǎo)數(shù)EC，輸出為電壓u其模糊詞集和論域均分*66和一3，3.其棣屬函數(shù)如~所示。

　　EC；同時(shí)引進(jìn)輸出比例因子h，令h=300 *E.這樣當(dāng)E較大時(shí)，模糊控制器的輸入E及輸出u均較大。反之則較小。這樣系統(tǒng)便獲得了一定的自適應(yīng)能力，改善了系統(tǒng)的控制性能。

　　利用Matkb進(jìn)行仿真及結(jié)果分析。負(fù)載變化輸入為0到一1的階躍函數(shù)，即負(fù)載變化為100%仿真參數(shù)：102，P=1.13調(diào)速系統(tǒng)框圖及仿真波形4結(jié)果分析由仿真結(jié)果可以看出，采用模糊控制系統(tǒng)可以得到較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)及較低的穩(wěn)態(tài)誤差。其瞬態(tài)調(diào)速率小于4%，而穩(wěn)態(tài)調(diào)速率小于2%.而恒速反饋間接作用調(diào)速系統(tǒng)的瞬態(tài)調(diào)速率大于8%.且模糊控制系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)能力（當(dāng)Ta由3變?yōu)?0時(shí)，恒速反饋間接作用調(diào)速系統(tǒng)10s后還不穩(wěn)定，而模糊控制系統(tǒng)在2s后即穩(wěn)定下5實(shí)際應(yīng)用效果我們將上述模糊控制策略方案用于康明斯250kW柴油發(fā)電機(jī)。它的額定轉(zhuǎn)速為15⑴i/min.我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中，用8051單片機(jī)，通過AD650芯片，采用壓頻轉(zhuǎn)換的方法采集裝在飛輪上的電磁傳感器的信號(hào)。將模糊控制策略制成控制數(shù)據(jù)表放在單片機(jī)中。然后用查表、比較的方式控制裝在PT泵的EFC空腔中的執(zhí)行器的輸入電流的大小，代替它原來的電子調(diào)速器。在空載條件下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：柴油機(jī)的瞬態(tài)轉(zhuǎn)速最大為1 528（/min）瞬態(tài)調(diào)速率小于2%；最大穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速為1513（r/min），最小穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速為1494（/min）穩(wěn)態(tài)調(diào)速率小于1%. 6結(jié)論柴油發(fā)電機(jī)實(shí)際上是一種帶延時(shí)環(huán)節(jié)的非線性系統(tǒng)。采用恒速反饋間接作用調(diào)速系統(tǒng)比較復(fù)雜且適應(yīng)能力不強(qiáng)。而采用PLC或微機(jī)進(jìn)行模糊控制，可使其與智能化控制融為一體，簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)且可以獲得較好的控制效果及一定的適應(yīng)能力。