張寶城

摘要：柴油機(jī)是目前應(yīng)用最廣泛的一個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)，在很多領(lǐng)域都有著廣泛應(yīng)用，將其應(yīng)用在發(fā)電機(jī)組領(lǐng)域中，必須嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性，確保輸出電能安全穩(wěn)定，故而加強(qiáng)柴油發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速控制顯得尤為重要。但是，在實(shí)際應(yīng)用中，柴油及轉(zhuǎn)速會(huì)受到外界負(fù)載干擾，且負(fù)載干擾無(wú)規(guī)律、無(wú)預(yù)警，變化范圍廣，僅靠人工難以實(shí)現(xiàn)有效調(diào)控，文章對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速不穩(wěn)影響因素進(jìn)行分析，基于其工作原理深入研究具體轉(zhuǎn)速控制方法，以便受到干擾時(shí)能在最短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，達(dá)到最佳控制效果。

關(guān)鍵詞：柴油;發(fā)電機(jī)組;轉(zhuǎn)速控制;方法研究

隨著社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步，自動(dòng)化、智能化成為社會(huì)發(fā)展主要趨勢(shì)，柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組電子控制系統(tǒng)逐漸取代傳統(tǒng)機(jī)械式和模擬電路控制系統(tǒng)，通過(guò)自動(dòng)化控制有效解決以往人工無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)節(jié)的困境，但是，柴油機(jī)電控技術(shù)發(fā)展至今，在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在諸多不足，亟需相關(guān)人員進(jìn)行重點(diǎn)研究和發(fā)展，逐漸達(dá)到預(yù)期控制效果，推動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組發(fā)展。

1 柴油發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速不穩(wěn)影響因素

第一，柴油發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)是一個(gè)以單片機(jī)為核心的微控制系統(tǒng)，受其性能影響，在實(shí)際應(yīng)用中，會(huì)出現(xiàn)電磁干擾、信號(hào)丟失等問(wèn)題，可靠度十分有限，使用傳統(tǒng)機(jī)械控制器則不會(huì)出現(xiàn)這些問(wèn)題，必須采取有效措施對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化和完善，確保其達(dá)到最佳控制效果[1]。

第二，電控系統(tǒng)是整個(gè)柴油機(jī)組的核心，其主要目的就是確保被控對(duì)象處于最優(yōu)工作狀態(tài)，但發(fā)電機(jī)組實(shí)際工作過(guò)程中，往往會(huì)出現(xiàn)大量不確定干擾因素，導(dǎo)致電控系統(tǒng)無(wú)法契合現(xiàn)代控制措施，難以大面積推廣和應(yīng)用[2]。

第三，硬件設(shè)備影響，例如，速度控制器靈敏度下降，原因在于調(diào)速器個(gè)別部件磨損嚴(yán)重，鉸接點(diǎn)和齒條運(yùn)動(dòng)不靈活;怠速?gòu)椈勺冃位蚰p，穩(wěn)速?gòu)椈尚胼^小，無(wú)法發(fā)揮穩(wěn)速作用。柴油發(fā)電機(jī)輸出容量出現(xiàn)變化，具體原因在于個(gè)別缸不工作、供油不連續(xù)、燃油壓力低、噴油提前發(fā)生變化、各缸供油不均勻等。

2 柴油發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速控制方法

2.1 優(yōu)化控制器結(jié)構(gòu)

大量實(shí)踐資料表明，柴油發(fā)電機(jī)組電控系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中存在一定抖振現(xiàn)象，引入模糊控制算法能夠降低抖振對(duì)電控系統(tǒng)的影響，確保系統(tǒng)在指定模糊控制規(guī)則下對(duì)控制器模塊結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行自主調(diào)控[3-4]。首先，需要設(shè)計(jì)模糊滑?？刂破?，將被控量由模糊化轉(zhuǎn)變?yōu)榫_化，并利用等效替代原則設(shè)計(jì)模糊滑模控制器;其次，對(duì)模糊滑?？刂破鞣€(wěn)定性進(jìn)行分析，可以利用 Lyapunov法則來(lái)證明系統(tǒng)穩(wěn)定性，倘若系統(tǒng)屬于正定或半正定，則系統(tǒng)不穩(wěn)定，倘若系統(tǒng)屬于負(fù)定，則系統(tǒng)穩(wěn)定，倘若系統(tǒng)屬于半負(fù)定，則系統(tǒng)趨于穩(wěn)定，具體證明流程如下：（1）構(gòu)建一個(gè)Lyapunov 函數(shù)式， ，式中， ，γ指代不確定常數(shù);（2）進(jìn)行函數(shù)求導(dǎo)后可得到如下公式： ，選擇控制律自適應(yīng)參數(shù) 同為正號(hào)后，得到方程 ;（3）根據(jù)這一方程式，倘若被控系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)屬于滑動(dòng)區(qū)域，為確保該系統(tǒng)穩(wěn)定，就需要對(duì)不連續(xù)控制進(jìn)行重新確定，對(duì)V進(jìn)行求導(dǎo)可得到公式： ，式中 ，由此可知，所有參數(shù)均大于等于0，Lyapunov 函數(shù)，系統(tǒng)屬于半負(fù)定狀態(tài)，因此，模糊控制器具有較高穩(wěn)定性。

2.2 優(yōu)化執(zhí)行器模塊

若想提升柴油機(jī)組轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性，還需要優(yōu)化設(shè)計(jì)執(zhí)行器模塊，其中最主要的就是燃油噴射系統(tǒng)的執(zhí)行模塊，確保其在全負(fù)荷工作狀態(tài)中仍然能有效控制噴油規(guī)律和壓力，提高燃油噴射效率[5]。目前，我國(guó)主要采用的燃油噴射系統(tǒng)為高壓共軌式燃油噴射系統(tǒng)，在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，除選用高質(zhì)量先進(jìn)核心硬件外，還需要對(duì)噴油控制部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，利用控制器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，完成優(yōu)化工作后，根據(jù)速度實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)噴油量、噴油速度和噴油率。同時(shí)，在實(shí)現(xiàn)單次噴油策略后，還需要精心設(shè)計(jì)多次噴射協(xié)調(diào)系統(tǒng)，應(yīng)用預(yù)噴+主噴+后噴的組合噴射方式，滿(mǎn)足不同工況下噴射需求，不僅能提高速度控制精確度，還能減少環(huán)境污染，符合新時(shí)代綠色環(huán)保、節(jié)能減排發(fā)展要求[6]。

2.3 加強(qiáng)設(shè)備日常養(yǎng)護(hù)工作

做好柴油發(fā)電機(jī)組硬件設(shè)備日常養(yǎng)護(hù)與維修，建立日常和定期巡檢機(jī)制，對(duì)長(zhǎng)期使用下的硬件設(shè)備，如調(diào)速器、各旋轉(zhuǎn)件聯(lián)接螺栓、排氣管等，及時(shí)更換清潔空氣器濾清器、柴油濾清器、水濾器，檢查傳送皮帶緊張程度等，做好活塞銷(xiāo)、氣缸套等清洗工作。同時(shí)，可制定對(duì)應(yīng)考核機(jī)制，確保工作人員嚴(yán)格遵守日常養(yǎng)護(hù)、一級(jí)保養(yǎng)、二級(jí)保養(yǎng)技術(shù)規(guī)范，提高其工作責(zé)任心，確保設(shè)備處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。

3 結(jié)束語(yǔ)

總之，柴油發(fā)電機(jī)組在我國(guó)生產(chǎn)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，針對(duì)其轉(zhuǎn)速不穩(wěn)的問(wèn)題，應(yīng)加大研究力度，積極采取對(duì)應(yīng)措施進(jìn)行調(diào)控，通過(guò)優(yōu)化控制器結(jié)構(gòu)、優(yōu)化執(zhí)行器模塊、加強(qiáng)設(shè)備日常養(yǎng)護(hù)工作等對(duì)策，充分保障柴油發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性，從而保障其生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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[2]趙梅，楊敬，權(quán)龍.柴油發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速控制方法研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2019，338（04）：143-146+150.

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[6]陳路明，賈琦.柴油發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速控制方法研究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2020，No.323（23）：40-41.