本文關鍵詞：船用低速柴油機燃油共軌系統(tǒng)的研究

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【摘要】：本文以Wartsila公司生產的船用大型低速二沖程高壓共軌柴油機7RT-flex60C為研究對象。首先,根據(jù)其共軌系統(tǒng)的特點分別介紹燃油共軌系統(tǒng)和WECS-9500控制系統(tǒng)的主要設備及其工作原理。其次,以連續(xù)性方程和運動方程為理論依據(jù),并結合船用低速柴油機工作原理按照模塊化的思想建立燃油共軌系統(tǒng)的數(shù)學模型,運用Matlab/Simulink工具箱建立燃油共軌系統(tǒng)的仿真模型,進行仿真研究。用仿真得到的數(shù)據(jù)與實驗測得的數(shù)據(jù)進行對比,驗證了仿真程序的正確性。然后為了能夠精確控制燃油共軌壓力,設計了PID控制和模糊自適應PID控制策略,通過應用該兩種控制策略仿真分析表明：模糊自適應PID控制明顯優(yōu)于PID控制,能夠有效地改善軌壓系統(tǒng)壓力的控制效果。最后基于Matlab的GUI平臺,建立了燃油共軌系統(tǒng)的機理模型和控制模型的仿真界面,通過簡單的人機操作可以設定模型參數(shù),從而更形象直觀的顯示燃油共軌系統(tǒng)參數(shù)的變化及軌壓的控制效果。 高壓共軌柴油機的仿真與控制是船舶動力裝置研究的重要部分,應用Matlab/Simulink建立仿真模型,通過對仿真結果和實驗數(shù)據(jù)的對照,驗證了建立的數(shù)學模型和控制策略的正確性,同時模型具有較好的仿真精度和實時性,為國內對船用高壓共軌系統(tǒng)的研究提供了參考和指導。
【關鍵詞】：高壓共軌 數(shù)學模型 系統(tǒng)仿真 控制策略
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U664.121.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 目錄7-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 引言10
• 1.2 柴油機電控高壓共軌系統(tǒng)10-12
• 1.2.1 高壓共軌系統(tǒng)的優(yōu)點10-11
• 1.2.2 柴油機電控高壓共軌系統(tǒng)的發(fā)展11-12
• 1.3 船用電控共軌柴油機的發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.4 柴油機高壓共軌系統(tǒng)控制策略研究13
• 1.5 研究目標和內容13-15
• 第2章 7RT-flex60C燃油共軌系統(tǒng)的組成和工作原理15-23
• 2.1 7RT-flex60C型柴油機工作原理15-16
• 2.2 燃油共軌系統(tǒng)的組成與工作原理16-19
• 2.2.1 高壓油泵16-17
• 2.2.2 中間儲油器17-18
• 2.2.3 燃油共軌管18
• 2.2.4 噴油器18-19
• 2.3 WECS-9500控制系統(tǒng)19-23
• 2.3.1 MCM控制功能20-21
• 2.3.2 CCM控制功能21-22
• 2.3.3 共軌電磁閥22-23
• 第3章 7RT-flex60C型柴油機燃油共軌系統(tǒng)仿真23-37
• 3.1 燃油共軌系統(tǒng)的數(shù)學模型23-28
• 3.1.1 高壓油泵凸輪運動方程24-25
• 3.1.2 高壓油泵柱塞腔的連續(xù)性方程25
• 3.1.3 中間儲油器連續(xù)性方程25-26
• 3.1.4 燃油共軌管的連續(xù)性方程26
• 3.1.5 超壓調節(jié)閥調壓柱塞的運動方程26
• 3.1.6 超壓調節(jié)閥滑油腔的連續(xù)性方程26-27
• 3.1.7 超壓調節(jié)閥針閥的運動方程27
• 3.1.8 ICU燃油流量控制活塞的運動方程27
• 3.1.9 ICU流量控制活塞前腔的連續(xù)性方程27
• 3.1.10 噴油器盛油腔的連續(xù)性方程27-28
• 3.1.11 噴油器針閥的運動方程28
• 3.2 燃油共軌系統(tǒng)的參數(shù)初始化以及邊界條件28
• 3.3 燃油共軌系統(tǒng)仿真模型建立28-33
• 3.3.1 燃油共軌系統(tǒng)仿真軟件的介紹28-29
• 3.3.2 燃油共軌系統(tǒng)仿真程序的設計29-32
• 3.3.3 仿真步驟32-33
• 3.4 燃油共軌系統(tǒng)的仿真結果分析33-37
• 3.4.1 高壓油泵仿真33-34
• 3.4.2 中間儲油器和燃油共軌管仿真34-35
• 3.4.3 噴油器仿真35-37
• 第4章 燃油共軌系統(tǒng)軌壓控制策略的研究37-54
• 4.1 開環(huán)控制37
• 4.2 閉環(huán)控制37-38
• 4.3 PID控制38-39
• 4.4 模糊控制39-40
• 4.5 模糊自整定PID控制40-46
• 4.5.1 模糊自整定PID控制原理40-41
• 4.5.2 模糊自適應PID控制器的設計41-46
• 4.6 控制仿真實現(xiàn)46-49
• 4.6.1 PID控制算法的仿真46
• 4.6.2 模糊自適應PID控制算法的仿真46-49
• 4.7 仿真結果分析49-54
• 4.7.1 階躍響應的軌壓控制性能49-50
• 4.7.2 變工況的軌壓控制性能50-51
• 4.7.3 抑制擾動的軌壓控制性能51-54
• 第5章 燃油共軌系統(tǒng)的軟件界面的建立54-64
• 5.1 用戶界面建立的意義54
• 5.2 用戶界面設計原則和步驟54-55
• 5.2.1 設計原則54-55
• 5.2.2 制作步驟55
• 5.3 用戶界面建立55-64
• 5.3.1 機理模型仿真界面56-59
• 5.3.2 控制仿真界面59-60
• 5.3.3 變工況控制仿真界面60-62
• 5.3.4 抑制擾動控制仿真界面62-64
• 第6章 結論與展望64-66
• 6.1 結論64
• 6.2 展望64-66
• 參考文獻66-69
• 攻讀學位期間公開發(fā)表論文69-70
• 致謝70-71
• 研究生履歷71

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 李圣軍,張維競,常廣暉;船用電控型柴油機的最新技術進展[J];船舶工程;2004年02期

2 謝榮;;船用柴油機電控共軌噴油技術開發(fā)的關鍵技術[J];船舶工程;2009年05期

3 史冬琳;李蕓蕓;張博超;;基于模糊PID控制器的磨煤機控制系統(tǒng)設計[J];東北電力大學學報(自然科學版);2009年02期

4 徐百匯;聞琦;史振宇;;一種DC-DC變換器的控制策略及仿真分析[J];船電技術;2012年08期

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本文編號：1115499