数字pid调节器在柴油机发电机组中应用

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1、万方数据2005年9月第6卷第3期包头职业技术学院学报JOURNALOFBAOTOUVOCATIONAL＆TECHNICALCOU匝GESep．2005V01．6．No．3数字PID调节器在柴油机发电机组中的应用于新潮(包头职业技术学院电气工程系，内蒙古包头014030)摘要：一些车辆的电站或备用电站要求很严格，需保持发电机频率稳定，可采用数字式PID调节器进行控制。关键词：柴油机发电机组；调节器；设定值；采样；电磁ApplicationofDigitalPIDAdjusterinDieselEngineElec

2、tricGeneratorGroupYuXinchao(ElectricEngineeringDepartment，BaotouVocational&TechnicalCollege，BaotouInnerMongolia，014030)Abstract：Somevehiclesarestrictwithelectricgeneratorgroupandreserveelectricgeneratorgroup，whichkeepelectricgeneratorfrequencystable．DigitalPI

3、Dadjusterisadoptedtocontrolthefrequency．Keywords：dieselengineelectricgeneratorgroup；adjuster；settingvalue；sampling；electromagnetism0引言在一些场合下要求柴油机发电机组恒转速运行，以保持发电机频率稳定。其中以军用电站和备用电站要求最为严格，需一经起动立即带负载工作且所带负载接近或等于全负载。这样突然加载到标定负载造成转速下降幅度很大，在这种情况下转速恢复到设定值的稳定时间要比逐渐加载难

4、得多，比如要求频率稳定时间为3s，频率波动率0．5％，为了达到这样高的技术指标，而被控对象的数学模型又不能确切描述，还存在外界环境的干扰，为此，可采用微机数字式PID调节器进行控制。1数字PID控制的算法在模拟控制系统中，调节器按调节性能可分P(比例)调节器、I(积分)调节器、D(微分)调节器。PID调节的实质就是根据输入的偏差，按比例、积分、微分的函数关系进行运算，运算结果用以控制输出。在实际应用中，根据被控对象的特性和控制要求，可灵活地改变PID的结构，取其中的一部分环节构成控制规律。在微型计算机控制系统中，

5、是用数收稿日期：2005—01一11作者简介：于新潮(1967一)，女，内蒙古包头市人，高级工程师。字PID调节器来实现系统的调节，由于计算机控制是一种采样控制，它只能根据采样时刻的偏差值来计算控制量，因此，必须对模拟系统中的表达式进行离散化处理，用数字形式的差分方程代替连续系统的微分方程。数字PID控制的算法有两种，即位置型和增量型，两种算法的应用场合不一样。一般以晶闸管或伺服电机作为执行器件，或对控制精度要求较高的系统中，应当采用位置型PID算法；以步进电机或多圈电位器作为执行器件的系统中，采用增量型PID算

6、法。由于控制柴油机的加油减油的执行机构是直流伺服电机，因此本系统要采用位置型算法控制。其调节过程是首先对过程参数进行采样，通过模拟量输入通道将模拟量变成数字量，由计算机按一定控制算法进行运算处理，结果由模拟量输出通道输出，并通过执行机构去控制被控对象，以达到自动调节的目的。在微型计算机控制系统中，PID结构更可以灵活应用，以充分发挥微型计算机的作用。运算流程图如图1所示：3万方数据于新湖：数字PID调节器在柴油机发电机组中的应用初始化●计算e(k)=x(k)-b(k)●计算P，(k)=K，e(k)●计算P·(k)

7、=K-e(k)+Pt(k-1)●计算Po(K)=Ko[e(K)一e(K—1)]●计算P(k)=Pr(k)+Pl(k)+Fb(k)●将P(k)转换成双字节整数●将整数结果存入R2、R3中●e(k-t)一e(k)：P(k-1)一P(k)图1运算流程图位置型PID算法表达式为：砌)=≮㈤+丢褰曲)+和肌以_1)])=缸(彪)+玛∑e(_『)+KD[e(忌)一e(忌一t)3=0(尼)+P，(蠡)+to(k)式中匕(”=峰e(∞为比例项输出，P，(k)=局∑e(．『)=．i}声(后)+Pt(k一1)为积分项输出，Pn(k)

8、：‰[e(k)一e(k一1)]为微分项输出．其中，硒=邱瓦T，杨=酶拿，郧为调节器的比例系数，巧为调节器的积分时间，％为调节器的微分时4间，r为采样周期，E(k)为第k次采样时的偏差值，e(k一1)为第k一1次采样时的偏差值，k为采样序号，P(k)为第k次采样时调节器的输出。2柴油机发电机组数字式电子调速器2．1柴油机发电机组转速的调节原理柴油机发电机组工作时保持设定速度