基于容积减压的气动发电系统控制策略研究

发布时间：2017-04-14 06:21

  本文关键词：基于容积减压的气动发电系统控制策略研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：气动系统具有无污染、工作可靠、适应范围广以及经济性好等一系列优点。以压缩空气为动力源组成的气动系统，能够储存能量，是一种可作为动力源的二次能源。本文通过为通信车这类通讯移动设备提供电力供应为载体，提出将高压气体储存的内能经过减压后转换为机械能，，从而带动执行元件驱动发电机运转。这一过程是高压气源到低压气体的减压过程，也是压力能先转换为动能再转换为电能的过程，经过能量的转换，可为通信车这类移动体提供持续稳定电能。本文主要做了如下工作： 首先，文章分析了气动减压的两种方法—节流减压和容积膨胀减压，并从热力学能量角度对二者进行分析比较；接着研究了气动容积膨胀减压的系统组成及原理，并建立了系统模型；通过仿真研究减压容器容积、气源压力、负载压力以及采样时间等主要因素对系统动态性能的影响；为解决低压输出时开关阀的不稳定工作，提出采用预测PID控制方法对控制系统进行改进并进行仿真；然后为了进一步保证系统输出的稳定性，建立了两级减压控制系统，对两级减压控制系统进行建模仿真分析；最后，针对机械能转换为电能这一环节，为保证执行元件（气动马达）的恒转速，采用气动比例阀控马达，对阀控马达转速控制系统的结构和原理进行分析，针对系统的稳定性提出了模糊PID控制策略，设计了模糊PID控制器，最后利用MATLAB仿真软件，建立系统的仿真模型，在不同输入信号和不同负载下对系统的动态性能进行仿真分析。
【关键词】：气动技术 减压系统 模糊PID控制 马达转速控制
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH138;TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 引言9
• 1.2 气动技术的研究现状及发展趋势9-12
• 1.3 气动动力系统概述12-13
• 1.4 气动开关膨胀减压技术概述13
• 1.5 控制策略概述13-14
• 1.6 课题研究的背景及意义14
• 1.7 课题的研究内容及方法14-16
• 第2章 气动高压减压系统原理16-26
• 2.1 高压气动减压概述16-20
• 2.1.1 节流减压16
• 2.1.2 容积膨胀减压16-17
• 2.1.3 节流减压与容积膨胀减压的比较17-20
• 2.2 气动系统压力控制调节阀20-21
• 2.3 气动容积膨胀减压系统组成及工作原理21-22
• 2.4 气动容积膨胀减压数学模型的建立22-25
• 2.4.1 气动控制阀的压力—质量流量方程22-23
• 2.4.2 系统质量—流量方程23
• 2.4.3 系统的能量方程23-24
• 2.4.4 气动容积膨胀减压系统数学模型24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第3章 气动容积膨胀减压控制系统分析26-43
• 3.1 控制算法的选择26
• 3.2 PID 控制器原理26-28
• 3.2.1 模拟 PID26-28
• 3.2.2 数字 PID28
• 3.3 气动容积膨胀减压的 PID 控制28-30
• 3.3.1 脉冲宽度调制原理28-29
• 3.3.2 带死区的 PID 控制算法29-30
• 3.4 气动容积膨胀减压系统 PID 控制仿真模型30-33
• 3.5 气动容积膨胀减压预测 PID 控制33-37
• 3.5.1 预测 PID 控制33-34
• 3.5.2 气动减压系统的预测 PID 控制仿真34-35
• 3.5.3 气动减压系统的预测 PID 控制仿真结果分析35-37
• 3.6 气动容积两级减压控制系统37-41
• 3.6.1 气动容积两级减压系统原理37-38
• 3.6.2 气动容积两级减压系统数学模型的建立38-39
• 3.6.3 气动容积两级减压系统的仿真39-41
• 3.6.4 气动容积两级减压系统的仿真结果41
• 3.7 本章小结41-43
• 第4章 气动阀控马达恒转速稳定性控制研究43-57
• 4.1 气动阀控马达速度控制系统组成及原理43-45
• 4.1.1 气动阀控马达速度控制系统组成43-44
• 4.1.2 气动阀控马达速度控制系统工作原理44-45
• 4.2 气动比例阀控马达速度控制系统数学模型45-49
• 4.3 气动阀控马达系统频率响应稳定性分析49-50
• 4.4 气动比例阀控马达速度控制系统的模糊 PID 控制50-56
• 4.4.1 模糊参数自整定 PID 控制50-55
• 4.4.2 阀控马达控制系统控制流程55-56
• 4.5 本章小结56-57
• 第5章 气动阀控马达恒转速控制系统仿真57-65
• 5.1 气动比例阀控马达速度控制系统仿真模型的建立57-59
• 5.2 仿真结果分析59-64
• 5.3 本章小结64-65
• 结论65-66
• 参考文献66-69
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果69-70
• 承担的研究课题69-70
• 致谢70-71
• 作者简介71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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  本文关键词：基于容积减压的气动发电系统控制策略研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：305403