柴油发电机组数字调速系统的设计与分析_1

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1、从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果柴油发电机组数字调速系统的设计与分析柴油发电机组数字调速系统研制过程中发现，采用普通PID运算，振荡及超调时有发生，为了改善调速系统性能，采用了变速积分PID及模糊PID。变速积分PID用来调节积分系数，模糊PID用来调节比例系数。1　变速积分PID原理1．1　PID控制原理［1，2］常规PID控制系统原理框图如图1所示。　　PID控制器是一种线性控制器，它根据给定值r与实际输出构成

2、控制偏差：　　　　将此偏差的比例、积分和微分通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制。其控制规律为：　　式中，Kp为比例系数，T1为积分时间常数，TD为微分时间常数。课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果　　在PID控制中，比例项用于纠正偏差，积分项用于消除系统的稳态误差，微分项用于减小系统的超调量，增加系统

3、稳定性。PID控制器的性能就决定于Kp、T1和TD这3个系数。如何选用这3个系数是PID控制的核心。1．2　数字PID控制算法选择　　设计和调整数字PID控制器的任务就是根据被控对象和系统要求，选择合适的PID模型，将其进行离散化处理，编出计算机程序由微处理器实现，最后确定KP、T1、TD、和T，T为采样周期。微处理器控制是一种采样控制，它只能根据采样时刻的偏差值计算控制量，因此，必须对PID模型进行离散化处理。　　用矩形方法数值积分代替式中的积分项，对式中的导数项用后向差分逼近，经推理可得到基本PID控制的位置式

4、算法：式中　k——采样序号，k＝0，1，2，……U——第k次采样时刻输出值E——第k次采样时输入的偏差值E——第次采样时刻输入的偏差值K1——积分系数，K1＝KpT／T1KD——微分数系，KD＝KpTD／T1课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果　　在数字控制系统中，PID控制规律是用程序来实现的，因而具有更大

5、的灵活性。由于基本PID控制中引入了积分环节，其目的主要是为了消除静差，提高精度。但在柴油机调速过程中，突加突减负载时，会引起转速的较大波动，导致短时间内转速出现较大偏差，通过PID积分运算积累，超调量过大，系统产生振荡，严重影响发电机组输出电能的品质。　　，但过大会使系统产生较大超调，甚至产生振荡。　　②增大积分时间T1，有利于减小超调，减少振荡，使系统更加稳定，但会增加系统过渡过程时间。　　③增大微分时间常数TD有利于加快系统的响应，使超调减小，稳定性增加，但系统对扰动的抑制能力减弱，对扰动有较敏感的响应。　　

6、基于上述原则，调整PID参数时，应先比例、后积分、再微分进行调整。参考文献：［1］　陶永华，尹怡欣，葛芦生．新型PID控制及其应用［M］．机械工业出版社，1998．［2］　王福瑞．单片微机测控系统设计大全［M］．北京航空航天大学出版社，1998．［3］　王胜洪．CU673C电子调速器性能、原理、使用及调整［J］．移动电源与车辆，1995．［4］　赵志强，韩秀坤，程昌圻．一种新的数字调速器的设计及实验［J］．北京理工大学学报，1998．课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别

7、是对实验条件等要有恰当的估计。