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柴油发电机组智能控制器的研制

王先鲁  
【摘要】:柴油发电机组做为常用或备用电源,尤其是近年在能源短缺的今天,它在自然灾害、军事、船舶、航空、潜艇等领域越来越凸现其重要的作用与价值。而其自动控制系统却涉及机械、传感器技术、信号处理技术、计算机控制技术和控制理论等诸多个科学领域。机组的数字化、自动化、智能化和网络化是柴油发电机组自动控制发展的必然趋势。 在对智能控制器的总体硬件设计中,重点介绍了齿轮速度传感器的结构与工作原理、速度采集电路的设计与软件仿真分析、常备报警信号采集电路的设计、功率驱动电路设计、报警跳闸电路设计和Lonworks模块的设计。对于速度采集电路设计,采用频率采集形式,并结合数字信号处理器(DSP)的特点,构建了简洁、有效的电路。常备报警信号的采集,借助于桥式电路的特点,做出了精度高、电路简单的特点。功率驱动电路,直接选取数字信号处理器(DSP)的PWM输出来控制内含集成全桥驱动的功率驱动芯片A3959,方便、准确、简洁地控制电磁执行器,以达到控制柴油发电机组的闭合控制要求。报警跳闸电路中我们利用光电隔离抗干扰的特点并结合大功率晶体管进行了设计,不但满足工业用报警输出大电压、大电流的要求,而且还提升了其在电路出现故障时,不乱报、误报的安全性。对于Lonworks模块节点的设计,本文提出了数字信号处理器(DSP)与神经元芯片的直接相连的接口方式,不但降低了控制器成本而且还简化了结构搭建,为今后自主研发的控制器纳入Lonworks总线提供了一种模式。 在对智能控制器的总体软件设计中,首先介绍了控制系统的整体控制流程图,然后分别重点介绍了各个功能模块的软件设计。针对控制对象,在转速控制设计中,引进了先进PID控制算法。软件的设计使得控制器具有真正的意义和价值,通过不同部分的程序设计,实现了各个部分的有机结合,达到了智能控制器的先进性控制要求。 通过对智能控制器的硬件和软件设计,实现了柴油发电机组的自动控制要求,具有一定的先进性和实际的应用价值。


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