PID在柴油发电机组输出稳定性控制中的应用研究

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1、第25卷第3期后勤工程学院学报V01．25No．32009年5月JOURNALOFLOGISⅡCALENGINEERINGUNIVERSITYMav2009文章编号：1672—7843(2009)03—0079—04PID在柴油发电机组输出稳定性控制中的应用研究毛龙波，王维俊(后勤工程学院营房管理与环境工程系，重庆400016)摘要针对目前移动式柴油发电机组机械式调速器响应速度慢、精度差以及负载变化较大时发电机组输出电压和频率波动较大的问题，研究了PID在柴油发电机组稳定性控制中的应用，进行了电子调速器电路的研究与设计。对75kW柴油发电机组进行了空载、半载及满载实

2、验，实验结果验证了设计电路和控制方法的正确性。该电子调速器采用PID方法对发动机转速进行控制，达到了改善柴油发电机组输出稳定性的目的，并且具有响应速度快和准确度高的特点。关键词PID控制；柴油发电机组；输出稳定性；调速中图分类号：TM301．2文献标识码：ATheResearchonDieselGeneratorStabilityControlwitbPIDControllerMAOLong—bo，WANGWei-jun(Dept．ofBarracks’Management&EnvironmentalEngineering，LEU，Chongqing400016，C

3、hina)ABSTRACTThemechanicalspeedregulatoroftravelingdieselgeneratorhaspoorresponseandaccuracy，andtheoutputofdieselgeneratorfluctuatesinlargerrangewhentheloadchangesabruptly．Inthispaper．dieselgeneratorstabilitycontroltllPIDcontrollerisresearchedforthefaultofmechanicalspeedgovernor，andthe

4、electronicspeedregulatorcircuitisdesigned．Thevalidityofthecircuitandthecontrolmethodisprovedbytheresultoftheexperimentonthe75kWdieselgenerator．Theelectron-icspeedregulatorcontrolsthespeedofdieselusingPIDrapidlyandaccurately，anditreachesthepurposeofimprovingthedieselgeneratorstability．K

5、eywordsPIDcontrol；dieselgenerator；outputstability；speedregulation机械式调速器通过机械元件实现对柴油机转速的控制，由于机械元件的惯性滞后和摩擦阻力，使调速器存在响应速度慢和准确度不高的问题，也很难实现先进的控制方法。移动式柴油发电机组作为应急电源广泛应用于各个领域，且大多数采用机械式调速器，所以柴油发电机组在负载变化较大时，发电机的输出也会出现较大的波动⋯。随着科学技术的发展人们对电的依赖性不断增强，对电能质量的要求也越来越高，许多场合采用机械调速方式远远达不到负载的要求。因此，通过对柴油机转速控制，实

6、现对柴油发电机组输出稳定性控制具有重要意义。1PID调速控制原理在实际工程应用中，PID控制是应用最广泛的控制方法，具有结构简单，稳定性好，可靠性高和调节方便的特点。柴油发电机组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、收稿日期：2008—11—06基金项目：总后勤部基建营房部资助项目作者简介：毛龙波，男，硕士生，主要从事移动电源技术研究。后勤工程学院学报2009正积分和微分运算后，再通过线性组合构成控制量，对柴油机油门进行控制，达到对柴油发电机组转速和输出频率控制的目的。PID的控制规律为i-1Il／。、，(t)=le()+1Ie()dr

7、+I(1)iJ00式中-．e(t)为设定值与实际值间的差值；Kp为比例系数；为积分时间常数；为微分时间常数。比例环节能及时反映控制系统的偏差，偏差一旦产生，控制器马上作用，减少偏差。比例环节控制作用的强弱取决于比例系数的大小，比例系数越大作用越强，但是过大又会引起系统振荡。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，增加系统的超调量。积分作用的强弱取决于积分时间常数，积分时间常数越大作用越弱，积分时间常数越小作用越强。微分环节能阻止偏差的变化，根据偏差信号的变化趋势进行控制。偏差变化越快，微分控制环