火花點(diǎn)火式煤層氣發(fā)動(dòng)機(jī)控制模型及動(dòng)態(tài)仿真研究.pdf

1、開發(fā)利用煤層氣對(duì)于充分利用能源,改善我國(guó)能源結(jié)構(gòu),減少煤礦瓦斯災(zāi)害,保護(hù)全球環(huán)境,都具有極為重要的意義.我國(guó)從六五開始,尤其是90年代以來(lái),一直重視煤層氣資源的研究評(píng)價(jià)工作,目前己將其列入我國(guó)"十五"能源發(fā)展計(jì)劃.本文的研究?jī)?nèi)容主要是關(guān)于改裝后的S195柴油機(jī)燃用變組分煤層氣的控制模型建立及仿真,進(jìn)行了理論研究和分析.本文首先較為系統(tǒng)的介紹了目前國(guó)內(nèi)外氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的研究狀況,然后分析了新型燃料煤層氣發(fā)動(dòng)機(jī)研制的可行性并對(duì)改制的煤層氣發(fā)

2、動(dòng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)單說(shuō)明.文章主體的內(nèi)容包括建立發(fā)動(dòng)機(jī)燃用變組分燃料的控制模型,建模的思路是采用基于時(shí)間的發(fā)動(dòng)機(jī)平均值模型,其中分為進(jìn)氣歧管、發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力學(xué)、調(diào)速器等發(fā)動(dòng)機(jī)各子系統(tǒng)模型,另外包括對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)、運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)的傳感器模型以及驅(qū)動(dòng)閥門的步進(jìn)電機(jī)模型等.建模的主要目的是實(shí)現(xiàn)變濃度煤層氣發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比控制和調(diào)速控制,并根據(jù)模型進(jìn)行MATLAB/SIMULINK動(dòng)態(tài)仿真.在空燃比控制方面,通過(guò)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)的分析,建立了

3、其較為精確的靜動(dòng)態(tài)模型,分析了步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)燃?xì)忾y和空氣閥控制系統(tǒng)的傳函及控制方法的整定和控制參數(shù)的選擇,最后設(shè)計(jì)了一個(gè)控制效果較好的控制器用于煤層氣發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比的控制.在調(diào)速控制方面,根據(jù)原機(jī)改進(jìn)的噴油泵油量調(diào)整規(guī)范實(shí)驗(yàn)結(jié)果,基于MATLAB編制了一個(gè)調(diào)速器的控制程序,在SIMULINK仿真環(huán)境中將該程序作為S函數(shù)調(diào)用.通過(guò)調(diào)速器的仿真可以發(fā)現(xiàn),仿真結(jié)果與實(shí)際比較吻合,可以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的速度控制需要.最后,在發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)仿真方面,以輸出轉(zhuǎn)速