Моделирование системы автоматического регулирования частоты вращения дизельного двигателя

Рассмотрена актуальная проблема улучшения качества процесса регулирования частоты вращения коленчатого вала дизельных двигателей. Описаны принципы регулирования этого параметра, реализуемые в двигателях внутреннего сгорания. Показаны преимущества пропорционально-интегрально-дифференциального принципа регулирования. Проведены расчетные исследования влияния структуры пропорционально-интегрально-дифференциального регулятора на динамические показатели системы автоматического регулирования частоты вращения дизеля. Исследованы переходные процессы разгона–торможения и наброса–сброса нагрузки двигателя КамАЗ-740 дизель-генераторной установки мощностью 100 кВт. Получены переходные процессы такой системы регулирования при различных значениях коэффициентов пропорциональной, интегральной и дифференциальной составляющих пропорционально-интегрально-дифференциального закона регулирования. Выполнена оценка влияния этих коэффициентов на показатели качества процесса регулирования — продолжительность переходного процесса и перерегулирование.

Литература

[1] Системы управления дизельными двигателями. Москва, Изд-во «За рулем», 2004. 480 с.

[2] Системы управления бензиновыми двигателями. Москва, Изд-во «За рулем», 2005. 432 с.

[3] Александров А.А., Иващенко Н.А., ред. Машиностроение. Энциклопедия. Том IV. Двигатели внутреннего сгорания. Москва, Машиностроение, 2013. 784 с.

[4] Грехов Л.В., Иващенко Н.А., Марков В.А. Системы топливоподачи и управления дизелей. Москва, Легион-Автодата, 2005. 344 с.

[5] Пинский Ф.И., Давтян Р.И., Черняк Б.Я. Микропроцессорные системы управления автомобильными двигателями внутреннего сгорания. Москва, Изд-во «Легион-Автодата», 2001. 136 с.

[6] Крутов В.И. Автоматическое регулирование и управление двигателей внутреннего сгорания. Москва, Машиностроение, 1989. 416 с.

[7] Марков В.А., Фурман В.В., Бебенин Е.В. Совершенствование системы регулирования частоты вращения дизельного и газодизельного двигателей. Автогазозаправочный комплекс + альтернативное топливо, 2016, № 4, с. 12–29.

[8] Денисенко В.В. ПИД-регуляторы: принципы построения и модификации. Современные технологии автоматизации. Ч. 1, 2006, № 4, с. 66–74.

[9] Денисенко В.В. ПИД-регуляторы: принципы построения и модификации. Современные технологии автоматизации. Ч. 2, 2007, № 1, с. 90–98.

[10] Денисенко В.В. ПИД-регуляторы: вопросы реализации. Современные технологии автоматизации, 2007, № 4, с. 86–97.

[11] Кутрубас В.А., Сычева Е.Е. Эффективный ПИД-регулятор. Промышленные АСУ и контроллеры, 2013, № 5, с. 60–65.

[12] Марков В.А., Поздняков Е.Ф., Шленов М.И. Система автоматического регулирования частоты вращения коленчатого вала дизеля. Автомобильная промышленность, 2007, № 10, с. 12–14.

[13] Боковиков А.Н., Кузнецов А.Г. Результаты полунатурного моделирования режимов работы автомобильного дизеля. Грузовик, 2009, № 12, с. 15–17.

[14] Хрящев Ю.Е., Тихомиров М.В., Епанешников Д.А. Алгоритмы управления двигателями внутреннего сгорания. Якутск, Изд-во ЯГТУ, 2014. 204 с.

[15] Пупков К.А., Егупов Н.Д., ред. Методы классической и современной теории автоматического управления. В 5 т. Т. 1. Математические модели, динамические характеристики и анализ систем автоматического управления. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. 656 с.

[16] Пупков К.А., Егупов Н.Д., ред. Методы классической и современной теории автоматического управления. В 5 т. Т. 5. Методы современной теории автоматического управления. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. 784 с.

[17] Шегал А.А. Применение программного комплекса Multisim для проектирования устройств на микроконтроллерах: лабораторный практикум. Екатеринбург, Изд-во УФУ, 2014. 118 с.

[18] Бесперстов Э.А. Исследование логических схем с использованием программного комплекса Multisim: лабораторный практикум. Санкт-Петербург, Изд-во БГТУ, 2006. 64 с.

[19] Поздняков Е.Ф. Анализ эффективности использования регулятора частоты вращения с последовательно включенными корректирующими звеньями в дизельном двигателе дизель-генераторной установки. Дис. … канд. техн. наук. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. 150 с.

[20] Боковиков А.Н. Использование турбокомпрессора с турбиной изменяемой геометрии для повышения экологических и экономических показателей дизеля. Дис. … канд. техн. наук. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. 171 с.

[21] Попов Е.П. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления. Москва, Наука, 1989. 304 с.

[22] Попов Е.П. Теория нелинейных систем автоматического регулирования и управления. Москва, Наука, 1988. 256 с.

[23] ГОСТ Р 55231–2012. Системы автоматического регулирования частоты вращения (САРЧ) судовых, тепловозных и промышленных двигателей внутреннего сгорания. Общие технические условия. Москва, Изд-во Стандартов, 2012. 14 с.

[24] Системы управления дизельными двигателями. Москва, Изд-во «За рулем», 2004. 480 с.

[25] Системы управления бензиновыми двигателями. Москва, Изд-во «За рулем», 2005. 432 с.

[26] Александров А.А., Иващенко Н.А., ред. Машиностроение. Энциклопедия. Том IV. Двигатели внутреннего сгорания. Москва, Машиностроение, 2013. 784 с.

[27] Грехов Л.В., Иващенко Н.А., Марков В.А. Системы топливоподачи и управления дизелей. Москва, Легион-Автодата, 2005. 344 с.

[28] Пинский Ф.И., Давтян Р.И., Черняк Б.Я. Микропроцессорные системы управления автомобильными двигателями внутреннего сгорания. Москва, Изд-во «Легион-Автодата», 2001. 136 с.

[29] Крутов В.И. Автоматическое регулирование и управление двигателей внутреннего сгорания. Москва, Машиностроение, 1989. 416 с.

[30] Марков В.А., Фурман В.В., Бебенин Е.В. Совершенствование системы регулирования частоты вращения дизельного и газодизельного двигателей. Автогазозаправочный комплекс + альтернативное топливо, 2016, № 4, с. 12–29.

[31] Денисенко В.В. ПИД-регуляторы: принципы построения и модификации. Современные технологии автоматизации. Ч. 1, 2006, № 4, с. 66–74.

[32] Денисенко В.В. ПИД-регуляторы: принципы построения и модификации. Современные технологии автоматизации. Ч. 2, 2007, № 1, с. 90–98.

[33] Денисенко В.В. ПИД-регуляторы: вопросы реализации. Современные технологии автоматизации, 2007, № 4, с. 86–97.

[34] Кутрубас В.А., Сычева Е.Е. Эффективный ПИД-регулятор. Промышленные АСУ и контроллеры, 2013, № 5, с. 60–65.

[35] Марков В.А., Поздняков Е.Ф., Шленов М.И. Система автоматического регулирования частоты вращения коленчатого вала дизеля. Автомобильная промышленность, 2007, № 10, с. 12–14.

[36] Боковиков А.Н., Кузнецов А.Г. Результаты полунатурного моделирования режимов работы автомобильного дизеля. Грузовик, 2009, № 12, с. 15–17.

[37] Хрящев Ю.Е., Тихомиров М.В., Епанешников Д.А. Алгоритмы управления двигателями внутреннего сгорания. Якутск, Изд-во ЯГТУ, 2014. 204 с.

[38] Пупков К.А., Егупов Н.Д., ред. Методы классической и современной теории автоматического управления. В 5 т. Т. 1. Математические модели, динамические характеристики и анализ систем автоматического управления. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. 656 с.

[39] Пупков К.А., Егупов Н.Д., ред. Методы классической и современной теории автоматического управления. В 5 т. Т. 5. Методы современной теории автоматического управления. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. 784 с.

[40] Шегал А.А. Применение программного комплекса Multisim для проектирования устройств на микроконтроллерах: лабораторный практикум. Екатеринбург, Изд-во УФУ, 2014. 118 с.

[41] Бесперстов Э.А. Исследование логических схем с использованием программного комплекса Multisim: лабораторный практикум. Санкт-Петербург, Изд-во БГТУ, 2006. 64 с.

[42] Поздняков Е.Ф. Анализ эффективности использования регулятора частоты вращения с последовательно включенными корректирующими звеньями в дизельном двигателе дизель-генераторной установки. Дис. … канд. техн. наук. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. 150 с.

[43] Боковиков А.Н. Использование турбокомпрессора с турбиной изменяемой геометрии для повышения экологических и экономических показателей дизеля. Дис. … канд. техн. наук. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. 171 с.

[44] Попов Е.П. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления. Москва, Наука, 1989. 304 с.

[45] Попов Е.П. Теория нелинейных систем автоматического регулирования и управления. Москва, Наука, 1988. 256 с.

[46] ГОСТ Р 55231–2012. Системы автоматического регулирования частоты вращения (САРЧ) судовых, тепловозных и промышленных двигателей внутреннего сгорания. Общие технические условия. Москва, Изд-во Стандартов, 2012. 14 с.