100kW微型燃气轮机控制器的研制

摘要

微型燃气轮机是一种功率等级在25kW到300kW范围内的小型热力动力装置。微型燃气轮机的自主研发在我国新能源领域乃至国家安全都具有重要地位。微型燃气轮机的控制器，担负着启动、控制、监测等任务，在微型燃气轮机发电机组中起到关键作用。
　　本文采用TI公司的数字信号处理芯片TMS320LF2812作为控制器的控制芯片，基于此设计这个控制器的软硬件系统。控制器的硬件系统由模拟量输入输出通道、数字量输入输出通道、存储器、系统时钟和控制核心构成。其中模拟量输入通道由电平转换、信号调理电路、模数转换器组成;模拟量输出通道由电平转换、数模转换、V/I变换器组成;数字量输入输出通道应用光耦器件实现电气隔离;存储器选用AT45DB321D;系统时钟选用DS1390。软件系统功能包括数据采集、控制程序、报警程序、实时数据存储、历史数据提取、参数标定、参数设置等。软件算法包括数字滤波、插值算法、模糊控制。其中数字滤波采用中位值滤波;插值算法采用线性插值;模糊控制根据经验数据设计模糊规则库，选用乘积推理机、单值模糊器、中心平均解模糊器设计微型燃气轮机的模糊控制系统。
　　完成软、硬件设计与调试工作后，控制器在实验室实现恒转速控制实验，在工程现场执行100kW级微型燃气轮机点火任务，燃机达到额定工作转速。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 课题研究内容

第2章 微型燃气轮机结构与工作过程分析

2．1 微型燃气轮机结构

2．2 微型燃气轮机工作过程

2．3 控制器研制主要技术要求

2．4 本章小结

第3章 微型燃气轮机模糊控制系统设计

3．1 模糊控制方案

3．2 模糊规则库的设计

3．3 本章小结

第4章 微型燃气轮机控制器软件设计

4．1 控制器主要功能介绍与程序流程

4．2 控制器主要控制过程与程序流程

4．3 上位机应用程序

4．4 本章小结

第5章 微型燃气轮机控制器硬件设计

5．1 控制器总体设计

5．1．1 控制器设计方案

5．1．2 控制器框架

5．1．3 控制器内部结构

5．1．4 抗干扰措施

5．2 控制器具体实现

5．2．1 通信模块

5．2．2 模拟量输入模块

5．2．3 模拟量输出模块

5．2．4 数字量输入模块

5．2．5 数字量输出模块

5．3 本章小结

第6章 微型燃气轮机控制器测试试验

6．1 实验室控制器测试试验

6．2 测量标定与误差分析

6．3 工程现场实验方法与实验数据

6．4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢