雙控制電子調(diào)速器及調(diào)速方法
【專(zhuān)利摘要】一種雙控制電子調(diào)速器及調(diào)速方法，屬于發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速領(lǐng)域。它主要包括霍爾轉(zhuǎn)速傳感器、齒條位移傳感器、輸入電路、控制器切換裝置、兩個(gè)采用混合H2/H∞控制理論的控制器、故障燈指示裝置、驅(qū)動(dòng)電路、執(zhí)行器（施加有顫振電信號(hào)的有限轉(zhuǎn)角直流力矩電機(jī)）。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)與調(diào)速器正常工作時(shí)，其中一個(gè)控制器對(duì)整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)算控制，當(dāng)一個(gè)控制器失效時(shí)，該系統(tǒng)立即自動(dòng)切換到第二個(gè)控制器，實(shí)現(xiàn)不間斷調(diào)速控制，并有故障指示燈閃爍提示控制器故障。此外，采用有限轉(zhuǎn)角直流力矩電機(jī)為執(zhí)行器并施加電顫振信號(hào)，解決調(diào)速器穩(wěn)態(tài)性能問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】雙控制電子調(diào)速器及調(diào)速方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種雙控制電子調(diào)速器及調(diào)速方法，屬于發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]調(diào)速器根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)供油量，從而保證發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在很小的范圍內(nèi)變化。但數(shù)字式電子調(diào)速器在國(guó)內(nèi)的發(fā)展比較緩慢，絕大部分調(diào)速器仍然是機(jī)械調(diào)速器，難以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)瞬時(shí)可靠調(diào)速。
[0003]現(xiàn)有的數(shù)字式電子調(diào)速器控制理論采用傳統(tǒng)的PID控制，對(duì)于像柴油機(jī)這種包括氣體流動(dòng)、往復(fù)機(jī)械運(yùn)動(dòng)、燃油噴射、油氣混合、燃燒膨脹等諸多過(guò)程的非線性瞬變系統(tǒng)，再加上機(jī)車(chē)柴油機(jī)工況的復(fù)雜性，傳統(tǒng)PID控制難以解決其非線性瞬變問(wèn)題。
[0004]現(xiàn)有的數(shù)字式電子調(diào)速器采用單個(gè)控制器，而控制器是調(diào)速器的核心部件，其可靠性需要進(jìn)一步得到保證。
[0005]現(xiàn)有的數(shù)字式電子調(diào)速器執(zhí)行器采用比例電磁鐵或者力矩電機(jī)，由于力矩電機(jī)摩擦阻力矩偏大，穩(wěn)態(tài)特性不佳，進(jìn)而影響整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度和靈敏度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明提供一種雙控制電子調(diào)速器及其調(diào)速方法，該調(diào)速器及控制方法應(yīng)實(shí)現(xiàn)調(diào)速器連續(xù)可靠運(yùn)行并解決非線性瞬變問(wèn)題，與此同時(shí)，增加故障指示裝置。
[0007]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種雙控制電子調(diào)速器，它主要包括霍爾轉(zhuǎn)速傳感器、齒條位移傳感器、輸入電路、控制器切換裝置、兩個(gè)采用混合仏八^控制理論的控制器、故障燈指示裝置、驅(qū)動(dòng)電路和執(zhí)行器(施加有顫振電信號(hào)的有限轉(zhuǎn)角直流力矩電機(jī))，安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的齒條位移傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器的輸出端連接輸入電路，輸入電路的輸出端連接控制器切換裝置，進(jìn)而控制兩個(gè)并聯(lián)的控制器，二號(hào)控制器連接故障燈指示裝置，兩個(gè)控制器輸出端連接驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器進(jìn)行動(dòng)作，執(zhí)行器輸出端連接發(fā)動(dòng)機(jī)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)供油量，雙控制電子調(diào)速器采用兩個(gè)可根據(jù)發(fā)生故障自行切換的控制器，雙控制電子調(diào)速器引入混合H2A100控制理論作為調(diào)速器的控制方法，雙控制電子調(diào)速器對(duì)有限轉(zhuǎn)角直流力矩電機(jī)施加電顫振信號(hào)，雙控制電子調(diào)速器還包括控制器切換裝置以及故障燈指示裝置。
[0008]所述的雙控制電子調(diào)速器的調(diào)速方法按如下步驟進(jìn)行: 步驟1、所述輸入電路實(shí)時(shí)將輸入的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速信號(hào)傳輸給控制
器；
步驟2、工作的一個(gè)控制器對(duì)輸入的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行對(duì)比處理運(yùn)算并輸出控制信號(hào)到有限轉(zhuǎn)角直流力矩電機(jī)；
步驟3、有限直流力矩電機(jī)根據(jù)輸入的控制信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作，在施加的電顫振信號(hào)作用下控制發(fā)動(dòng)機(jī)供油量的增減；步驟4、當(dāng)檢測(cè)到一號(hào)控制器故障停止工作時(shí)，控制器切換裝置立即自行動(dòng)作切換到二號(hào)控制器繼續(xù)工作，此時(shí)故障燈指示裝置動(dòng)作，使故障燈閃爍。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:一種雙控制電子調(diào)速器及調(diào)速方法，它主要包括霍爾轉(zhuǎn)速傳感器、齒條位移傳感器、輸入電路、控制器切換裝置、兩個(gè)采用混合仏八^控制理論的控制器、故障燈指示裝置、驅(qū)動(dòng)電路、執(zhí)行器(施加有顫振電信號(hào)的有限轉(zhuǎn)角直流力矩電機(jī))。通過(guò)采用兩個(gè)可根據(jù)是否發(fā)生故障自行切換的控制器，保證調(diào)速器可靠工作，故障指示燈顯示控制器故障與否，實(shí)現(xiàn)及時(shí)
維修；通過(guò)引入混合H2ZiH00控制理論作為調(diào)速器的控制方法，解決傳統(tǒng)PID控制的非線性瞬變問(wèn)題；通過(guò)對(duì)有限轉(zhuǎn)角直流力矩電機(jī)施加電顫振信號(hào)，改善調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為一種雙控制電子調(diào)速器及調(diào)速方法的電路原理框圖。
[0011]【具體實(shí)施方式】
一種雙控制電子調(diào)速器及調(diào)速方法，它主要包括霍爾轉(zhuǎn)速傳感器、齒條位移傳感器、輸入電路、控制器切換裝置、兩個(gè)采用混合H2Ai00控制理論的控制器、故障燈指示裝置、驅(qū)動(dòng)電路、執(zhí)行器(施加有顫振電信號(hào)的有限轉(zhuǎn)角直流力矩電機(jī))。
[0012]圖1中示出的電路原理圖表明:安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的齒條位移傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器的輸出端連接輸入電路；輸入電路的輸出端連接控制器切換裝置，進(jìn)而控制兩個(gè)并聯(lián)的控制器；二號(hào)控制器連接故障燈指示裝置；兩個(gè)控制器輸出端連接驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器進(jìn)行動(dòng)作；執(zhí)行器輸出端連接 發(fā)動(dòng)機(jī)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)供油量。本發(fā)明設(shè)置兩個(gè)采用混合仏八^控制理論的控制器，通過(guò)檢測(cè)一號(hào)控制器故障與否實(shí)現(xiàn)控制器自動(dòng)切換裝置動(dòng)作，保證控制器故障極短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)調(diào)速器正常運(yùn)行；通過(guò)對(duì)有限轉(zhuǎn)角直流力矩電機(jī)施加電顫振信號(hào)解決調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)問(wèn)題。
[0013]使用上述的雙控制電子調(diào)速器，調(diào)速方法按如下步驟進(jìn)行:
步驟1、所述的輸入電路實(shí)時(shí)將輸入的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速信號(hào)傳輸給控制
器；
步驟2、工作的一個(gè)控制器對(duì)輸入的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速信號(hào) 進(jìn)行對(duì)比處理運(yùn)算并輸出控制信號(hào)到有限轉(zhuǎn)角直流力矩電機(jī)；
步驟3、有限直流力矩電機(jī)根據(jù)輸入的控制信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作，在施加的電顫振信號(hào)作用下有效克服摩擦阻力，控制發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給量，維持發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速；
步驟4、當(dāng)檢測(cè)到一號(hào)控制器故障停止工作時(shí)，控制器切換裝置立即自行動(dòng)作切換到二號(hào)控制器繼續(xù)工作，實(shí)現(xiàn)不間斷調(diào)速。此外，故障燈指示裝置動(dòng)作，使故障燈閃爍，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)進(jìn)行維修，大大提高調(diào)速器的可靠性。
[0014]本發(fā)明通過(guò)采用兩個(gè)可根據(jù)是否發(fā)生故障自行切換的控制器，可以在一號(hào)控制器發(fā)生故障時(shí)，保證控制器故障極短時(shí)間內(nèi)切換到二號(hào)控制器，恢復(fù)調(diào)速器正常運(yùn)行，保證調(diào)速器可靠工作，故障指示燈顯示控制器故障與否，實(shí)現(xiàn)及時(shí)維修；通過(guò)引入混合H2Ai00控制理論作為調(diào)速器的控制方法，解決傳統(tǒng)PID控制的非線性瞬變問(wèn)題；通過(guò)對(duì)有限轉(zhuǎn)角直流力矩電機(jī)施加電顫振信號(hào)，改善調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。通過(guò)以上各方面的共同作用，提高調(diào)速器調(diào)節(jié)精度和靈敏度，改善調(diào)速器可靠性，最終達(dá)到改善發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性、排放性的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種雙控制電子調(diào)速器，它包括霍爾轉(zhuǎn)速傳感器、齒條位移傳感器、輸入電路、控制器切換裝置、兩個(gè)采用混合H2Ai00控制理論的控制器、故障燈指示裝置、驅(qū)動(dòng)電路和執(zhí)行器，其特征是:安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的齒條位移傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器的輸出端連接輸入電路，輸入電路的輸出端連接控制器切換裝置，進(jìn)而控制兩個(gè)并聯(lián)的控制器，二號(hào)控制器連接故障燈指示裝置，兩個(gè)控制器輸出端連接驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器進(jìn)行動(dòng)作，執(zhí)行器輸出端連接發(fā)動(dòng)機(jī)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)供油量，雙控制電子調(diào)速器采用兩個(gè)可根據(jù)發(fā)生故障自行切換的控制器，雙控制電子調(diào)速器引入混合H2Ai00控制理論作為調(diào)速器的控制方法，雙控制電子調(diào)速器對(duì)有限轉(zhuǎn)角直流力矩電機(jī)施加電顫振信號(hào)，雙控制電子調(diào)速器還包括控制器切換裝置以及故障燈指示裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙控制電子調(diào)速器的調(diào)速方法，其特征是:所述調(diào)速方法按如下步驟進(jìn)行: 步驟1、所述輸入電路實(shí)時(shí)將輸入的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速信號(hào)傳輸給控制器； 步驟2、工作的一個(gè)控制器對(duì)輸入的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行對(duì)比處理運(yùn)算并輸出控制信號(hào)到有限轉(zhuǎn)角直流力矩電機(jī)； 步驟3、有限直流力矩電機(jī)根據(jù)輸入的控制信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作，在施加的電顫振信號(hào)作用下控制發(fā)動(dòng)機(jī)供油量的增減； 步驟4、當(dāng)檢測(cè)到一號(hào)控制器故障停止工作時(shí)，控制器切換裝置立即自行動(dòng)作切換到二號(hào)控制器繼續(xù)工作，此時(shí)故障燈指示裝置動(dòng)作，使故障燈閃爍。
【文檔編號(hào)】F02D1/02GK103912388SQ201410129365
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】楊波, 隆武強(qiáng), 田江平 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)