基于强化学习的柴油机调速算法研究

为了更好地调节柴油机转速,提出一种强化学习–比例积分微分(proportional integral derivative, PID)控制器,并应用到了柴油机转速控制中。基于连续动作空间的柔性动作–评价(soft actor-critic, SAC)算法,结合连续型PID控制器,设计了一种强化学习–PID控制器,可代替传统PID控制的转速环。优化设计了基于演员–评论家(actor-critic)框架的输入输出和奖励函数以匹配柴油机特性,采用随机动作增加寻优效率,形成SAC-PID控制柴油机转速的网络交互结构,达到快速调整转速,减小稳定时间的效果。构建了以柴油机D6114为原型机的MATLAB/Simulink平均值模型,并利用试验数据验证了仿真模型的有效性。利用平均值模型,仿真验证了该控制算法效果。经过仿真验证本算法使柴油机转速响应曲线超调量更小,响应时间更快,鲁棒性更强,SAC-PID控制负载瞬态调速率和稳定时间均已达到1级精度指标。仿真对比验证了SAC算法的联合控制效果,结果表明其较其他算法更佳。

基于压缩空气起动的柴油机瞬态特性仿真研究

利用一维仿真软件GT-Power建立大功率船用柴油机稳态模型,在此基础上对系统进行改进,增加高压气瓶、管路、空气分配器、起动空气阀模块,构建基于压缩空气分配器起动的柴油机起动过程瞬态模型,并试验验证2种模型的准确性。系统分析了环境压力、滑油温度和起动系统参数等对柴油机起动过程性能的影响,结果表明,该压缩空气系统驱动柴油机起动时间为2.6 s,能够实现连续6次起动,满足柴油机起动性能要求;选取压缩空气压力为30 bar、气瓶容积为350 L、空气管路直径为36 mm、供气起始角为-5° CA能够有效提高柴油机起动性能;从100%负载突加突卸计算结果来看,该柴油机瞬态调速率达到4.67%,不超过5%的指标要求,转速恢复到额定转速±2%的恢复时间增加至0.57 s,满足指标要求。

东风4DD型内燃机车电气控制系统的设计分析

为使东风4DD型内燃机车电气控制系统的控制效率更好,运行更稳定可靠,介绍了东风4DD型内燃机车电气控制系统,分析了设计了内燃机车电气控制系统,探讨了以PLC控制技术为核心的内燃机车电气控制技术,研究了4DD型内燃机的主要电控系统,以供内燃机车电气控制系统的设计参考。

浅谈直流有刷电机驱动及调速技术

随着电子技术的发展以及消费电子产品的普及,直流有刷电机的应用范围越来越广。针对直流有刷电机的驱动技术及其调速技术进行研究,包括结构组成及工作原理、驱动技术和调速技术分析,在相关原理基础上,设计适用于新能源汽车的直流有刷电机驱动和调速方案。

柴油机调速系统的数学模型

建立了柴油机调速系统的数学模型，解决了柴油发电机组的非线性问题，利用差分方程对柴油机调速系统进行了计算机仿真通过计算机仿真实验结果表明，本文提出的数学模型是合理的。

柴油发电机组非线性H_2/H_∞调速器的研究

船舶电力系统频率的稳定性主要取决于船舶电站柴油机调速系统的转速响应特性.船舶电站柴油机调速系统是一个非线性控制系统,为了分析系统的动态特性,首先建立柴油机调速系统的非线性数学模型,然后以此为基础设计非线性H2/H∞速器.将直接反馈线性化和混合H2/H∞控制理论相结合应用于柴油发电机组调速器的设计,把系统的性能要求转化为标准H2/H∞控制问题,获得了柴油机非线性H2/H∞转速控制律.计算机仿真结果表明,设计的非线性H2/H∞调速器有效地提高了系统的动态精度和抑制扰动的能力,改善了船舶电力系统频率的稳定性.

基于CMAC神经网络前馈控制的柴油发电机组转速控制研究

提出了一种小脑模型神经网络(CMAC)前馈负荷控制的柴油机调速策略,利用传统PID来实现反馈控制,保证船用柴油发电机组调速系统的稳定性并抑制扰动,在CMAC神经网络输入信号中加入负荷电流和转速指令,实现对控制器的前馈控制,确保系统的控制响应速度,提高控制精度。经过仿真后,使用MicroAutoBox控制器进行了D6114发电机组配机试验。试验结果表明:机组具有良好的动静态特性,标定负载突变超调6.2%,稳定时间2.8s,完全满足二级电站对柴油机调速系统的要求。

船舶电站柴油机H_∞调速器的仿真研究

为了提高柴油机调速系统的动态精确度,抑制负荷的扰动,将H∞控制理论应用于柴油机调速系统的设计,将系统的性能要求转化为标准H∞控制问题。计算机仿真实验结果表明,所设计的H∞调速器能在考虑系统模型不确定性的情况下,有效地提高了系统的动态精确度和抑制扰动的能力,改善了船舶电力系统频率的稳定性。

柴油机双机热备份电子调速系统设计研究

设计了一种柴油机双机热备份电子调速系统。该系统由转速传感器、控制器、切换控制模块、功率驱动模块、执行器等组成,可在一个系统出现故障时自动切换到另一个系统,保证柴油机的连续、稳定运行,大幅度提高了系统运行的可靠性。并用研制样机在某柴油机上进行了空载和标定工况下热切换配机试验,结果切换过程平稳,调速性能达到国家一级电站调速性能指标。

P-ECHPS自适应非奇异快速终端滑模控制器设计

以永磁转差离合器式电控液压助力转向系统(P-ECHPS)为研究对象,建立了其关键部件永磁转差离合器(PMSC)调速模型及P-ECHPS各子系统模型。针对P-ECHPS系统在转向过程中存在多种不确定性因素且要求响应速度快的特点,采用非奇异快速终端滑模与自适应控制相结合的方法,对PMSC进行调速控制,进而实现对P-ECHPS系统助力的控制。仿真分析结果表明,该方法能确保PMSC输出转速快速地跟踪理想转速,收敛速度比滑模控制和非奇异终端滑模控制分别提高了近82.9%和66.7%,具有很强的鲁棒性,较好地实现了可变助力特性。

电子调速器在汽油机中的应用

分析了与电子调速器调速性能有关的主要因素 ,针对汽油机空载转速波动大、难于调控的问题 ,采用提高采样分辨率和调节精度以及自适应控制的方法提高电子调速器的调速性能。试验结果表明 ,电子调速器调速效果良好 ,空载转速波动范围能控制在 0 .5 %左右。

船舶电站柴油机最小熵H_∞调速控制器的设计

为了提高柴油机调速系统的动态精确度,抑制负荷的扰动,提出了一种基于最小熵H∞控制理论的鲁棒调速控制策略。该控制策略从熵的角度将H2最优控制和H∞最优控制结合起来,以闭环系统的熵函数为目标函数,据此设计的调速器具有良好的鲁棒性和快速的动态性能。仿真结果表明,在系统模型不确定的情况下,与H∞最优控制相比,最小熵H∞调速控制器可有效地改善系统的动态性能并抑制外部干扰对系统的影响,提高了船舶电力系统频率的稳定性。

基于分数阶傅里叶变换的变频调速异步电机故障诊断方法

介绍了分数阶傅里叶变换的原理及其对线性调频信号的处理优势。以变频调速异步电机系统为研究对象,重点分析了在恒加速和恒减速运行模式下,系统的输出具有近似线性调频信号的特征,在总结变频调速异步电机在定子电流频谱上出现的断条故障特征的基础上,提出了基于分数阶傅里叶变换的变频调速异步电机断条故障诊断方法。实践证明,该方法可以有效地分析变频调速异步电机故障。

自抗扰控制器在柴油机转速控制中的应用

柴油机作为转速控制系统的被控对象时,是一个非线性、时变的环节,传统PID控制效果不够理想。简要介绍了自抗扰控制技术,基于自抗扰控制技术设计了ADRC控制器。仿真结果表明,利用自抗扰控制理论设计的控制器,能有效提高调速系统精度和抗扰动能力。通过与传统PID控制器的仿真比较,体现出了ADRC控制器较小的超调量及对外界干扰有较好的抑制作用等优点。仿真时在传统PID控制器中引入了跟踪微分器,结果表明用跟踪微分器能改善PID控制器的性能。

交流调速系统及相应电力电子技术的发展综述

综述了交流电机调速系统的发展及电力电子技术对其发展的推动作用,并论述了交流调速对电力电子技术的要求及反作用,对两者的发展进行了展望。

永磁无刷直流电机数字调速器的设计与实现

设计了一个以C8051F330单片机为控制核心的永磁无刷直流电机(无刷马达)电子调速器,实现了将PPM信号转化为PWM信号来实时调控电机转速的电子调速系统.系统硬件采用模块化设计,主要包括单片机控制模块、电源供电模块、电机驱动模块以及零点检测模块等部分.在完成整个系统的软硬件设计后,制作出实物并进行了测试,实验结果表明数字控制电子调速系统具有设计简单,调速稳定以及性价比高的特点.

基于BP神经网络的柴油发动机特性建模

建立连续的发动机燃油特性和调速特性数学模型作为液压机械无级变速器虚拟试验平台的动力源。根据虚拟平台对不同特性区域的精度需求对柴油发动机不同特性区域的试验数据进行不同的密度选取、乱序和归一化处理,采用单隐层BP神经网络对试验数据进行训练,对比不同隐层节点数网络的训练误差和测试误差,选取误差最小的网络,求解出网络的数学表达式。通过该方法以ISLe310柴油发动机为例建立燃油特性和调速特性的连续数学模型,这两个简单的数学表达式准确反映了发动机万有特性和外特性,连续模型避免了虚拟试验中出现信号的突变和奇异点。通过和经典的最小二乘法拟合得到的最优特性模型进行对比,其具有更小的误差、更强的泛化能力,能够更好地反映柴油发动机的相关特性。

基于相对目标滑转率控制的电子差速技术研究

通过用相对目标转速表示驱动轮的实际转速,把转向问题转换为直行问题的直行化转换,并引入了转速修正系数,以相对目标滑转率作为控制参数,在相对目标滑转率δ>0.5%时,采用调压式电子差速模式,在相对目标滑转率δ≤0.5%时,依据电机的特性及双电机独立驱动的特点,采用自适应调节的电子差速模式,实现电子差速功能,保证了双前轮驱动电动汽车行驶的稳定性。

小型风力机电磁失速控制方法的研究

提出一种小型风力机大风限速方法,即建立在风轮与发电机匹配特性基础上的电磁失速控制;从风轮空气动力学角度分析了电磁失速控制的工作原理,并分析了风轮与发电机的匹配特性对电磁失速控制有效性的影响。最后设计了2台具有不同匹配特性的300W风力机,通过风洞实验测试了2台风力机的电磁失速控制特性。测试结果表明,只有具有一定匹配特性的风力机才能通过电磁失速控制达到大风限速的目的。

数字式电子调速器的研究

简述了电子调速器的产生和发展、优点以及应用的领域,电子调速器的四个组成部分:控制器、执行器、执行器驱动机构和传感器,各个组成部分的作用,不同调速系统采用的不同的执行器和传感器;分述了不同的控制策略:PID控制、模糊控制、模糊PID控制和模糊自适应PID控制,以及对调速系统的调速性能和稳定性的提高;不同系统采用的不同的建模和仿真方法,提出了现阶段电子调速技术存在的几个问题:控制算法的选择、控制器的处理能力和执行器的精度;今后发展的方向:引入智能控制算法、多CPU结构体系的采用、控制器的抗干扰以及专用执行器和传感器的开发和扩展更广阔的应用领域。