变组分煤层气发动机电控系统的改进及仿真实验研究

摘要

本文针对火花点火式变组分煤层气发动机存在燃气组分变化大的特点，改进设计了一种适用于变组分煤层气发动机的电控系统。文中对变组分煤层气发动机的控制特点和要求进行分析；进行传感器的选型及改进设计电控系统硬件电路；采用模块化的方法设计电控系统的软件；提出相应的控制方法，并对由于煤层气组分变化的扰动对发动机性能的影响进行仿真实验。本文设计的控制系统可以满足煤层气发动机在燃料组分变化情况下的控制需要。　　本文设计的电控系统为深入地研究各参数对煤层气发动机的影响提供有效手段。本文提出的控制方法对变组分燃料发动机的控制系统设计有一定的参考价值。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：答辩委员会签名、插图清单、表格清单

独创性声明及学位论文版权使用授权书

致谢

第一章 绪论

1.1引言

1.2代用燃料及煤层气发动机的发展现状

1.2.1各种代用燃料的特性及发展现状

1.2.2煤层气发动机技术发展概述

1.3发动机电控技术的历史和现状

1.4本课题选题意义及主要研究内容

第二章 电控系统总体设计思想

2.1概述

2.2变组分煤层气发动机的控制要求

2.3变组分煤层气发动机的改装设计

2.3.1燃料供给系统的改装设计

2.3.2压缩比的选择

2.3.3点火系统的改装设计

2.3.4调速系统的改装设计

2.3.5双门控制系统

2.4变组分煤层气发动机电控系统总体设计

2.4.1电控系统的总体结构

2.4.2电控系统的控制方式

第三章 电控系统的硬件设计

3.1传感器及信号处理电路

3.1.1数字信号及处理电路

3.1.2模拟信号及处理电路

3.2执行器

3.2.1步进电机

3.2.2点火系统

3.3控制器

3.3.1单片机选型

3.3.2 Intel 80C196微控制器简介

3.3.3时钟电路和复位电路

3.3.4通讯模块设计

3.4硬件抗干扰设计

第四章 电控系统的软件设计

4.1电控系统软件的总体设计

4.1.1测控系统软件的基本要求

4.1.2模块化程序设计

4.2信号采集和处理模块

4.2.1数字信号的采集与处理

4.2.2模拟信号的采集

4.2.3模拟信号的处理

4.3工况判别模块

4.4控制模块

4.4.1发动机工况控制

4.4.2控制参数的确定

4.5串行通信模块

4.6监控系统的开发

4.7软件抗干扰设计

第五章 电控系统的控制方法与仿真

5.1电控变组分煤层气发动机的控制特点

5.2变组分煤层气发动机的空燃比控制方法

5.2.1 PID控制算法

5.2.2数字PI算法

5.2.3空燃比PI控制方法

5.3点火系统控制方法

5.4空燃比控制的仿真研究

5.4.1仿真模型的建立

5.4.2仿真实验结果

5.4.3外界扰动对控制的影响

5.5点火提前角控制的仿真研究

5.5.1仿真模型的建立

5.5.2仿真实验结果

总结与展望

参考文献