雙控制電子調(diào)速器及調(diào)速方法
【專利摘要】一種雙控制電子調(diào)速器及調(diào)速方法，屬于發(fā)動機調(diào)速領域。它主要包括霍爾轉速傳感器、齒條位移傳感器、輸入電路、控制器切換裝置、兩個采用混合H2/H∞控制理論的控制器、故障燈指示裝置、驅動電路、執(zhí)行器（施加有顫振電信號的有限轉角直流力矩電機）。當發(fā)動機與調(diào)速器正常工作時，其中一個控制器對整個調(diào)速系統(tǒng)進行運算控制，當一個控制器失效時，該系統(tǒng)立即自動切換到第二個控制器，實現(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，采用有限轉角直流力矩電機為執(zhí)行器并施加電顫振信號，解決調(diào)速器穩(wěn)態(tài)性能問題。
【專利說明】雙控制電子調(diào)速器及調(diào)速方法【技術領域】
[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)動機調(diào)速領域。
【背景技術】
[0002]調(diào)速器根據(jù)發(fā)動機負荷變化而自動調(diào)節(jié)供油量，從而保證發(fā)動機的轉速穩(wěn)定在很小的范圍內(nèi)變化。但數(shù)字式電子調(diào)速器在國內(nèi)的發(fā)展比較緩慢，絕大部分調(diào)速器仍然是機械調(diào)速器，難以實現(xiàn)發(fā)動機瞬時可靠調(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，對于像柴油機這種包括氣體流動、往復機械運動、燃油噴射、油氣混合、燃燒膨脹等諸多過程的非線性瞬變系統(tǒng)，再加上機車柴油機工況的復雜性，傳統(tǒng)PID控制難以解決其非線性瞬變問題。
[0004]現(xiàn)有的數(shù)字式電子調(diào)速器采用單個控制器，而控制器是調(diào)速器的核心部件，其可靠性需要進一步得到保證。
[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，由于力矩電機摩擦阻力矩偏大，穩(wěn)態(tài)特性不佳，進而影響整個調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度和靈敏度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術存在的上述不足，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)速器及控制方法應實現(xiàn)調(diào)速器連續(xù)可靠運行并解決非線性瞬變問題，與此同時，增加故障指示裝置。
[0007]本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案是:一種雙控制電子調(diào)速器，它主要包括霍爾轉速傳感器、齒條位移傳感器、輸入電路、控制器切換裝置、兩個采用混合仏八^控制理論的控制器、故障燈指示裝置、驅動電路和執(zhí)行器(施加有顫振電信號的有限轉角直流力矩電機)，安裝在發(fā)動機上的齒條位移傳感器和轉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，進而控制兩個并聯(lián)的控制器，二號控制器連接故障燈指示裝置，兩個控制器輸出端連接驅動電路，驅動執(zhí)行器進行動作，執(zhí)行器輸出端連接發(fā)動機，控制發(fā)動機供油量，雙控制電子調(diào)速器采用兩個可根據(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)速器對有限轉角直流力矩電機施加電顫振信號，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行: 步驟1、所述輸入電路實時將輸入的發(fā)動機轉速信號和預設的轉速信號傳輸給控制
器；
步驟2、工作的一個控制器對輸入的發(fā)動機轉速信號和預設的轉速信號進行對比處理運算并輸出控制信號到有限轉角直流力矩電機；
步驟3、有限直流力矩電機根據(jù)輸入的控制信號進行動作，在施加的電顫振信號作用下控制發(fā)動機供油量的增減；步驟4、當檢測到一號控制器故障停止工作時，控制器切換裝置立即自行動作切換到二號控制器繼續(xù)工作，此時故障燈指示裝置動作，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，它主要包括霍爾轉速傳感器、齒條位移傳感器、輸入電路、控制器切換裝置、兩個采用混合仏八^控制理論的控制器、故障燈指示裝置、驅動電路、執(zhí)行器(施加有顫振電信號的有限轉角直流力矩電機)。通過采用兩個可根據(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，實現(xiàn)及時
維修；通過引入混合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題；通過對有限轉角直流力矩電機施加電顫振信號，改善調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[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，它主要包括霍爾轉速傳感器、齒條位移傳感器、輸入電路、控制器切換裝置、兩個采用混合H2Ai00控制理論的控制器、故障燈指示裝置、驅動電路、執(zhí)行器(施加有顫振電信號的有限轉角直流力矩電機)。
[0012]圖1中示出的電路原理圖表明:安裝在發(fā)動機上的齒條位移傳感器和轉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，進而控制兩個并聯(lián)的控制器；二號控制器連接故障燈指示裝置；兩個控制器輸出端連接驅動電路，驅動執(zhí)行器進行動作；執(zhí)行器輸出端連接 發(fā)動機，控制發(fā)動機供油量。本發(fā)明設置兩個采用混合仏八^控制理論的控制器，通過檢測一號控制器故障與否實現(xiàn)控制器自動切換裝置動作，保證控制器故障極短時間內(nèi)恢復調(diào)速器正常運行；通過對有限轉角直流力矩電機施加電顫振信號解決調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)問題。
[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行:
步驟1、所述的輸入電路實時將輸入的發(fā)動機轉速信號和預設的轉速信號傳輸給控制
器；
步驟2、工作的一個控制器對輸入的發(fā)動機轉速信號和預設的轉速信號 進行對比處理運算并輸出控制信號到有限轉角直流力矩電機；
步驟3、有限直流力矩電機根據(jù)輸入的控制信號進行動作，在施加的電顫振信號作用下有效克服摩擦阻力，控制發(fā)動機燃油供給量，維持發(fā)動機穩(wěn)定轉速；
步驟4、當檢測到一號控制器故障停止工作時，控制器切換裝置立即自行動作切換到二號控制器繼續(xù)工作，實現(xiàn)不間斷調(diào)速。此外，故障燈指示裝置動作，使故障燈閃爍，以便及時發(fā)現(xiàn)進行維修，大大提高調(diào)速器的可靠性。
[0014]本發(fā)明通過采用兩個可根據(jù)是否發(fā)生故障自行切換的控制器，可以在一號控制器發(fā)生故障時，保證控制器故障極短時間內(nèi)切換到二號控制器，恢復調(diào)速器正常運行，保證調(diào)速器可靠工作，故障指示燈顯示控制器故障與否，實現(xiàn)及時維修；通過引入混合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題；通過對有限轉角直流力矩電機施加電顫振信號，改善調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。通過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，最終達到改善發(fā)動機經(jīng)濟性、排放性的目的。
【權利要求】
1.一種雙控制電子調(diào)速器，它包括霍爾轉速傳感器、齒條位移傳感器、輸入電路、控制器切換裝置、兩個采用混合H2Ai00控制理論的控制器、故障燈指示裝置、驅動電路和執(zhí)行器，其特征是:安裝在發(fā)動機上的齒條位移傳感器和轉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，進而控制兩個并聯(lián)的控制器，二號控制器連接故障燈指示裝置，兩個控制器輸出端連接驅動電路，驅動執(zhí)行器進行動作，執(zhí)行器輸出端連接發(fā)動機，控制發(fā)動機供油量，雙控制電子調(diào)速器采用兩個可根據(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)速器對有限轉角直流力矩電機施加電顫振信號，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行: 步驟1、所述輸入電路實時將輸入的發(fā)動機轉速信號和預設的轉速信號傳輸給控制器； 步驟2、工作的一個控制器對輸入的發(fā)動機轉速信號和預設的轉速信號進行對比處理運算并輸出控制信號到有限轉角直流力矩電機； 步驟3、有限直流力矩電機根據(jù)輸入的控制信號進行動作，在施加的電顫振信號作用下控制發(fā)動機供油量的增減； 步驟4、當檢測到一號控制器故障停止工作時，控制器切換裝置立即自行動作切換到二號控制器繼續(xù)工作，此時故障燈指示裝置動作，使故障燈閃爍。
【文檔編號】F02D1/02GK103912388SQ201410129365
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月2日 優(yōu)先權日:2014年4月2日
【發(fā)明者】楊波, 隆武強, 田江平 申請人:大連理工大學