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淮北柴油发电机组有什么特性
介绍柴油机特性的目的在于通过分析柴油机特性曲线的变化规律，了解柴油机在各种调整情况和工况(即各种转速及负荷)下的动力性和经济性，从而分析影响特性的各种因素，以便合理使用柴油机，了解它在什么情况下动力性 ，在什么情况下经济性 。当需要 功率输出时，就充分发挥它的动力性能，在其他情况下工作时，则尽可能使它的经济性 。
柴油机特性内容较多，其中主要是使用特性。实际上，柴油机经常在类似于使用特性工况下工作，因此，这里仅介绍它的使用特性。
(1)速度特性柴油机在保持供油量不变的情况下(即高压油泵调节齿条位置固定)，其功率、扭矩、油耗率等性能参数随转速的变化关系，称为速度特性。油量调节机构固定在标定功率循环供油量位置时的特性称为柴油机全负荷速度特性(一般称外特性)。它代表该柴油机在使用中允许达到的 性能。
速度特性是通过试验测得的，试验时应将供油提前角、冷却水温度、润滑油温度等调整到 值，油量调整机构的齿条固定在 供油的位置上，然后逐渐增加柴油机的负荷，使转速改变，分别在几种转速下测定柴油机的有效功率Ne、扭矩Me、燃油消耗率ge等参数，即得柴油机的外特性。
①扭矩Me曲线的变化规律：循环供油量不变时，扭矩Me与指示效率ni、机械效率nm。及充气系数书nv正比，若知道ni、nv及nm随转速而变化的关系，即可知道Me随转速变化的关系。
高转速时，充气系数nv降低，而且燃烧过程经历的时间缩短，不完全燃烧现象增加，致使ni有些下降，nm也下降，而每循环的供油量g，由于喷油泵在喷油过程中，溢流的燃油通过油孔时发生节流，转速较高时，节流作用增强。因此，g增加。
当转速过低时，由于空气涡流减弱，燃烧不良及散热漏气损失增加，使ni降低，扭矩Me也降低。因此，速度特性曲线中，扭矩随转速变化形成两头低(即高速和低速)，中间凸起的形状。
②功率戈曲线的变化规律从功率Ne=Ne2πn/60×1/1000关系式可知，在一定转速范围内，扭矩Me随转速n变化不大，因此，功率Ne几乎随转速n成正比增加。外特性中Ne曲线几乎一斜率直线段，故在 转速下有效 功率。
(2)柴油机的调速特性调速器的作用是根据负荷变化自动调节供油量而改变扭矩，使柴油机转速变化不超过允许范围。在调速器的作用下，柴油机的扭矩、功率、燃油消耗率等性能参数的变化关系称为调速特性。
调速特性曲线由实验而得，由调速器控制喷油泵齿条移动，使负荷由零变到 ，测取其扭矩、功率、油耗率等参数，然后绘成曲线。曲线1为柴油机的外特性曲线，曲线2到曲线7是调速器手柄处于不同位置的调速特性
(3)柴油机的负荷特性柴油机的负荷特性是在转速保持一定数值不变时，通过改变喷油泵调节杆的位置，用增加或减少供油量的方法来改变载荷。在这种情况下，每小时燃料消耗量GT和燃料消耗率g，和排气温度Tr,及排气烟度随柴油机负荷(Pe或Nn)改变而变化的关系，即GT=f(Ne)、gg=f(Ne)称为柴油机的负荷特征。
从小负荷区域，燃油消耗率gg随负荷增大逐渐减少，当减小到一定程度时，便不再减小，反而随负荷增加而升高。这是因为随负荷增加机械效率nm迅速增加，同时热损失也随负荷增加而相对减小，指示效率nm随之增加，当负荷达某值时，ni、nm的乘积达 值，因而出现 油耗率。然而负荷再增加，供油量增加，使热损失增大，燃烧情况恶化，使ni减小，因而油耗率增大，当供油量超过点2时，排气出现黑烟，故2点称为“冒烟界限”点。当喷油量增到点3时，功率达到 值，继续增大喷油量，gg显著增加，而功率Ne反而降低。这是因为喷油量超过。“冒烟界限”时，由于燃烧不完全，排气冒烟，不仅使燃料消耗率ge增大，而且使柴油机过热，影响柴油机寿命，容易引起故障，因此，标定的循环供油量一般限制在“冒烟界限”范围内。6135G型柴油机在不同转速下的负荷特性。
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介绍淮北柴油发电机组调速方法
１面向Simulink数字调速系统框图
在建立了淮北柴油发电机组调速系统的各模型后，就可用MATLAB的Simulink工具建立基于常规PID控制，变速积分PID控制，不完全微分PID控制和模糊PID控制的调速系统框图。
１．１常规PID控制
首先看常规PID控制，下面是它的系统仿真框图，这是常规采用的PID控制系统图，通过对真实控制系统绘制仿真框图，观察采用常规PID控制效果。
１．２不完全微分PID控制
下面是不完全微分PID控制系统仿真框图,图２不完全微分PID控制系统仿真框图这是在常规PID基础上进行了不完全微分，这是用来改善它的控制功能，取得更好的控制效果。
１．３变速度积分PID控制
下面是变速度积分PID控制系统仿真框图。
１．４模糊PID控制
自适应模糊PID控制是将自适应控制的思想和常规PID控制器结合，吸收了自适应控制和常规PID控制的优点。首先它具备自适应能力，能够自动识辨被控过程参数、自动整定控制参数，能够适应被控过程模型参数的变化；其次它又具有常规PID控制器结构简单、鲁棒性强、可靠性高的优点。这使得自适应PID控制成为过程控制中一种较为理想的控制方法。
如果用模糊控制箱设计出模糊控制器，再在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中建立系统仿真模型，把模糊控制器模块和我们设计的ＦＩＳ结构连接起来，就可以对它进行仿真研究了，系统仿真框图的建立关键是对ＰＩＤ三个参数Ｋｐ，Ｋｉ，Ｋｄ的整定，这必须考虑到不同时刻三个参数的相互作用和它们之间的关系。
下面从系统的稳定性、响应速度、超调量和稳态精度等各方面来考虑Ｋｐ，Ｋｉ，Ｋｄ的作用，建立模糊规则表。
（１）比例系数Ｋｐ的作用是加快系统的响应速度，提高系统的调节精度。Ｋｐ越大，系统的响应速度越快，系统的调节精度越高，但容易产生超调，可能会导致系统不稳定。Ｋｐ取值过小，会降低调节精度，使响应速度变慢，延长调节时间，使系统动态和静态特征变坏。
（２）积分作用系数Ｋｉ的作用是消除系统的稳态误差。Ｋｉ越大，系统的静态误差消除越快，但Ｋｉ过大，在响应过程的初期会产生积分饱和现象，从而引起响应过程的较大超调。但Ｋｉ过小会使系统的静态误差难以消除，影响系统的调节精度。
（３）微分的作用系数Ｋｄ的作用是改善系统的动态特征，其主要作用是在响应过程中抑制偏差向任何方向的变化，对偏差变化进行提前预报。但Ｋｄ过大，会使响应过程提前制动，延长了调节时间，而且会降低系统的抗干扰性能。下面是进行模糊控制PID控制的系统仿真框图。
２对系统进行仿真研究
建立了系统的仿真框图后，就可以对系统进行仿真研究，就可以比较采用常规PID控制和变积分PID控制，不完全微分PID控制，模糊自适应PID控制的比较，并具体分析我们采用的模糊控制系统仿真框图自适应控制时的仿真效果。对系统进行仿真有助于我们对淮北柴油发电机组调速系统的快速理解，并初步地分析出我们需要的控制参数，对系统的研究有积极作用。
系统仿真图通过ＭＡＴＬＡＢ中的模糊控制箱实现，同时根据自己控制系统的具体特点和要求来建立的，基本可以反应控制系统的基本情况，可以起到很好的仿真模拟作用。
首先，比较常规PID控制和变积分PID控制，变速积分PID通过改变积分项的累加速度，使得它和偏差大小相适应，偏差大的时候，积分慢；偏差小时，积分快，这就可以减少超调，同时更好地消除静差。
下面比较一下常规PID控制和不完全微分ＰＩＤ控制的区别。不完全微分就是在PID算法中引入了一个一阶惯性环节，使得系统性能得到改善，在改善系统动态特性的时候又尽量减少高频干扰。
介绍模糊自适应控制和常规PID的比较，并对模糊自适应控制的仿真进行分析。这些都是基于前面建立的淮北柴油发电机的系统模型的
可见模糊PID控制器和常规PID控制相比，它使得系统响应的超调时间减小，曲线更平整，反应时间加快了，控制效果明显更好了。同时模糊PID控制器在控制过程前期具有模糊控制器的特点，而在控制过程后期具有PID调节器的所有优势，是一种性能优良的控制器，所以在实际使用中可以选用模糊自适应控制方法。
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