KGE1000Ti汽油发电机电子调速器的研制

摘要

目前，国内外采用的机械调速器控制发电机转速，在负载变化时存在转速超调大等缺陷，影响发电机频率的稳定，限制了发电机性能的进一步提高。本课题研制电子调速器来控制汽油发电机转速，以降低转速超调，提升发电机性能。整个研制工作包括实验装置的设计、制作、安装；调速器的硬件开发和软件设计以及调速器在KGE1000Ti汽油发电机上应用的试验研究。　　本调速器的控制策略为FUZZY-PID控制。PID控制器工作稳定，在工业过程控制中应用广泛，因此在发电机负载变化不大时采用PID控制：由于PID控制在过渡过程时间与超调量之间存在矛盾，因此在发电机负载发生较大变化时采用模糊控制。在程序中的实现是根据发电机输出电压的实际脉冲数与额定脉冲数的差值△N与设定值A的大小关系选择算法，当｜△N｜＜A时，采用PID算法，当｜△N｜＞A时，采用模糊算法。将本调速器应用于KGE1000Ti型汽油发电机组，进行了PID三个参数的整定、阀值A的确定以及模糊控制规则的制定。　　对比试验表明，课题研制的电子调速器对KGE1000Ti汽油发电机转速具有较好的控制效果。试验所测各项频率性能均优于本田公司生产的机械调速式HONDAEX-7发电机，该机所用发动机与KGE1000Ti发电机所用的发动机类型相同，其中在突加载时的瞬态频率偏差上表现得尤为明显：HONDAEX-7：≤-9.038％，使用本课题研制的电子调速器的KGE1000Ti汽油发电机：≤-3.6％。　　试验结果与国家标准相比，使用本课题研制的电子调速器的KGE1000Ti汽油发电机的频率指标中稳态频率带β优于JB/T10304-2001中对工频汽油发电机组规定的G2等级，瞬态频率偏差、频率恢复时间、相对频率容差带均优于G3等级。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及论文使用授权的说明

1引言

1.1本课题研究现状及意义

1.1.1汽油发电机输出电源品质与调速器性能关系

1.1.2汽油发电机调速器发展现状

1.1.3本课题的研究意义

1.2本课题的研究内容

1.3本课题的创新之处及应用

2汽油发电机电子调速器试验系统装置

2.1发电机

2.2负载

2.3步进电机

2.4试验数据采集装置

2.5本章小节

3系统的硬件设计

3.1总体设计

3.2电子调速器硬件

3.2.1主控微处理器

3.2.2电源模块设计

3.2.3转速检测电路

3.2.4步机电机驱动电路

3.3试验数据采集与显示电路

3.3.1串口通信单元

3.3.2显示单元

3.4本章小结

4.电子调速器软件设计

4.1电子调速器软件设计思想

4.2系统监控模块

4.2.1监控主程序

4.2.2初始化管理

4.2.3中断管理

4.2.4时钟管理

4.2.5显示管理

4.3串口通信模块

4.4转速信号采样模块

4.4.1转速信号采样

4.4.2转速信号数字滤波

4.5控制模块

4.5.1控制思想

4.5.2 PID控制

4.5.3模糊控制

4.6试验结果

4.6.1突加、突卸载试验

4.6.2逐级加、减载试验

4.6.3试验数据与行业标准比较

4.7本章小节

5.结论

参考文献

附录1

附录2

致谢