小型高速汽油發(fā)電機(jī)組數(shù)字控制系統(tǒng)與控制算法研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人民生活水平的提高，內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組正得到日益廣泛的應(yīng)用。在10kW以下的發(fā)電機(jī)組中，小巧、輕便的汽油發(fā)電機(jī)組占有大部分的市場。目前，國內(nèi)外采用機(jī)械式調(diào)速器控制發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速，在負(fù)載變化時(shí)存在轉(zhuǎn)速超調(diào)大等缺陷，影響發(fā)電機(jī)輸出電源頻率的穩(wěn)定，限制了發(fā)電機(jī)性能的進(jìn)一步提高。近年來，為適應(yīng)發(fā)電機(jī)組“輕型化”和“小型化”的要求，采用高速汽油機(jī)、永磁中頻發(fā)電機(jī)和逆變技術(shù)成為小型便攜式汽油發(fā)電機(jī)組的發(fā)展方向。 本文以小型高

2、速汽油發(fā)電機(jī)組為被控對象，對電子調(diào)速系統(tǒng)和電源逆變系統(tǒng)進(jìn)行研究。做了如下工作： 通過對汽油發(fā)電機(jī)組主要組成部分的結(jié)構(gòu)、原理分析，得到了發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，為控制系統(tǒng)的開發(fā)提供了理論依據(jù)。 為了滿足控制系統(tǒng)對速度和器件資源的要求，選擇CYGNAL公司C8051F040作為控制系統(tǒng)的主控芯片，進(jìn)行數(shù)字控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，并設(shè)計(jì)了RS-232接口，實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的串口通信，實(shí)時(shí)傳遞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 根據(jù)發(fā)電機(jī)組產(chǎn)品對輸出電

3、壓、頻率以及諧波的要求，設(shè)計(jì)了基于IPM模塊的逆變電路，以及相應(yīng)的保護(hù)電路。 對針對8051系列單片機(jī)的多任務(wù)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTX-51進(jìn)行了分析；討論了實(shí)時(shí)響應(yīng)速度要求較高的系統(tǒng)軟件在實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)平臺上設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意的問題；并以RTX-51為平臺，設(shè)計(jì)了汽油發(fā)電機(jī)組的控制軟件。 本文還探討了適應(yīng)于小型汽油發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的控制算法。在對控制系統(tǒng)模型的分析基礎(chǔ)上，對常用的PID控制算法以及目前受到廣泛關(guān)注的單神經(jīng)元理論進(jìn)行