WOODWARD电子调速器在240系列柴油机上应用的PID设置.pdf

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1、第30卷第3期2013年6月内燃机与动力装置I．C．E&PowerplantV01．30No．3Jun．2013【检测与控制】WOODWARD电子调速器在240系列柴油机上应用的PID设置张德智，王铭钢。赵慧恩(北车(大连)柴油机公司柴油机技术部，辽宁大连116022)摘要：介绍了WOODWARD公司电子调速器在240／275系列柴油机上的应用及PID参数设置的方法。关键词：PID；电子调速器；柴油机中图分类号：TK424．3文献标志码：B文章编号：1673—6397(2013)03—0040—04PIDParameter

2、SettingofWoodwardElectronicGovernorAppliedto240SeriesDieselEngineZHANGDe—zhi，WANGMing—gang，ZHAOHui—en(CNR(Dalian)DieselEngineCo．，Ltd．，Dalian116022，China)Abstract：ThispaperintroducesthepracticalapplicationandthemethodofsettingofPIDPa—rametersforWOODWARDelectronicgo

3、vernorthataxeusedin240and275seriesdieselengiBes．KeyWords：PID；ElectronicGovernor；DieselEngines引言调速器作为柴油机转速控制的核心部件，能根据负载变化自动调节发动机的供油量，保持发动机转速稳定，根据需要变化，从而保证发动机具有良好的工作性能。电子调速器较之机械式调速器具有调节精度高、动态响应快、抗干扰能力强的特点。因此电子调速器在柴油机上的应用，是柴油机发展的必然趋势。电子调速器系统是一个闭环反馈系统，主要由控制器、执行器和转速传感器

4、组成，如图1—3。基于PID参数的调节，实现配机的优化控制，使系统具有高性能调速和监控功能，所以PID参数的设定准确性是实现电子调速器系统优化控制的关键。本文详细介绍了WOODWARD公司电子调速器在240系列柴油机上应用的PID参数原理和调节方法。1PID的原理目前应用最为广泛的调节器控制规律为比例(P)、积分(I)、微分(D)控制，简称PID控制，又称囊lL—』壁墨±堕一—一翼f蚓吲L讴卜蔚图1调速系统原理图作者简介：张德智(1981一)，男，青海西宁人，工程师，研究方向柴油机燃油及控制系统。收稿日期：2013—04—

5、08张德智．等：WOODWARD电子调速器PID参数的设置图3液压执行器(UG)PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。在实际工程应用中，柴油机的PID调速原理是：根据设定转速与实际转速间的偏差，将偏差值进行比例、积分和微分运算后，再通过线性组合构成控制量，对柴油机油门

6、进行控制，达到对柴油机转速控制的目的。其控制规律写成传导函数为：，，，。、1G(s)={岩=K(1+÷+瓦s)12,L5，1is式中：K为比例系数；Ti为积分时间常数；Td为微分时间常数。比例环节一般将加快系统的响应，在有静差的情况下有利于减小静差，但是过大的比例系数会使系统有比较大的超调，并产生振荡，使稳定性变坏。积分环节把偏差的积累作为输出，能够提高抗干扰能力，消除静态误差，提高系统的无静差度，但会延长系统的响应时间。如果积分时间常数越大，则积分作用越弱，积分时间常数越小作用越强。微分环节能阻止偏差的变化，根据偏差信号

7、的变化趋势进行控制。偏差变化越快，微分控制环节的输出就越大，在偏差过大时，可以在系统中引入一个有效的早期修正信号。微分环节有助减少系统的超调量，克服振荡使系统趋于稳定。但是微分环节对输入信号的噪声很敏感，使系统的抗干扰能力减弱。比例环节控制系统的响应的快速性，快速作用于输出，着重于“现在”的特性；积分环节控制系统的准确性，消除“过去”的累积误差；微分环节控制系统的稳定性，预测“未来”，具有超前控制的作用。2WOODWARD电子调速器PID参数的调节方法WOODWARD公司的电子调速器在中国的控制器产品主要有723Plus、

8、2301D和733三种型号控制器。根据柴油机的用途和功能要求的不同，三种控制器应用在不同领域，2301D主要应用于发电机组，723、733应用更为广泛。三种控制器的PID算法也不完全一致，如723控制器就在PID控制算法中加入了根据转速偏差和控制器输出调整增益的功能，但是它们都是基于PID参数的调节转速