发动机电控冷却系统设计及试验

提出取消节温器,水泵、风扇分别电控化的发动机新型电控冷却系统型式,运用集总参数法建立系统的数学模型,并搭建电控冷却系统试验装置;运用反馈线性化方法设计非线性控制器,进行仿真和试验研究;分别设计基本模糊控制器和变论域模糊控制器,进行发动机冷却液温度控制试验。最后综合比较非线性控制、基本模糊控制和变论域模糊控制3种控制策略的控制效果,结果表明:发动机电控冷却系统采用变论域模糊控制效果较优。     

48 V微混发动机电动智能冷却系统

在电动附件上应用48 V技术,降低功耗和发动机油耗。比较电动水泵与传统机械水泵能量流的区别,测试电动水泵和机械水泵在不同转速下的功耗,分析新欧洲驾驶循环(new European driving cycle, NEDC)下机械水泵和电动水泵的功耗差异;测试电动风扇在NEDC循环下的功耗;测试评估提高冷却液温度、降低水泵和风扇转速对发动机油耗的影响。结果表明,电动智能冷却系统可以精准稳定地控制发动机冷却液温度,水泵电动化使NEDC循环的水泵功耗降低38%,水温由80℃提高到100℃,NEDC循环电动风扇的功耗降低60%,水泵和风扇功耗降低,水温提升引起的散热量减小,NEDC循环油耗降低3.34%。     

关键零部件对发动机冷却系统功耗影响研究

为减少发动机冷却系统总功耗,从冷却液温度的角度,对系统最小总功耗进行理论分析。应用商用仿真软件GT-Cool建立发动机冷却系统一维仿真模型。通过调整节温器位置布置和电子风扇、电子水泵的控制策略,根据GT-Cool软件仿真计算结果,获得使系统总功耗最低的冷却系统优化方案。结果表明,节温器布置在发动机入水口,目标发动机入水口温度为95℃、发动机进出水口温差为7℃时,系统总耗功最低,为378.76k J。     

柴油机缸盖微区域高效节能化冷却研究

为实现柴油机缸盖高热密度区节能化高效冷却,通过外部施加交变磁场改善缸盖内部磁纳米流冷却液的流动与传热,并对比了该方法与采用传统乙二醇冷却液、Cu-乙二醇纳米流冷却液缸盖高热密度区传热效果的差异。研究结果表明:交变磁场有助于加强磁纳米流内部纳米粒子的扰动,可增强传热效果。在适宜磁场交变频率下,被测热源温度值最大下降幅度提升17.2%。在柴油机缸盖鼻梁微区域的实际应用冷却试验表明:标定工况点下测点温度值最大下降幅度达12.4%,外特性工况下测点平均温度下降3%左右。同时瞬态工况测试结果表明,与采用传统乙二醇冷却液和Cu-乙二醇纳米流冷却液相比,采用优化控制策略后的冷却系统匹配交变磁场影响下的磁纳米流冷却液时,柴油机预热时间分别缩短了8.4%和7.1%。能耗率计算结果表明:采用外部施加交变磁场方式加强磁纳米流冷却液高效传热的方式在达到相同冷却液温度时,可节能6.7%。     

液化天然气发动机燃料供给系统特性研究

针对CA6SL2发动机,用AMESim软件建立了液化天然气发动机的燃料供给系统仿真模型,并仿真分析了标定工况和低温冷起动工况下,LNG发动机燃料供给系统内天然气的气相比例、温度和冷却液温度的变化规律。研究结果表明:在标定工况下,冷却液入口温度97℃时,LNG汽化器适宜的冷却液流量范围为15～25L/min;应通过冷却系统与汽化器的匹配,控制发动机冷却系统缸盖出口温度低于100℃;LNG发动机低温冷起动(环境温度为-35℃)时,发动机怠速冷却液流量应高于6L/min;原机的冷却系统具有较好的适度冷却功能。     

航空活塞式发动机瞬态空燃比控制与实验研究

针对航空活塞式直喷发动机瞬态空燃比难以精确控制、动态超调大等问题,采用PID神经网络控制策略对发动机瞬态工况空燃比进行控制.PID神经网络用于瞬态空燃比控制具有易于实现、较强自适应能力等优点.该策略包含前馈控制和反馈控制,并由前馈控制确定基本喷油量,PID神经网络作为反馈控制,实现瞬态工况的燃油补偿.在一台航空活塞式单缸机上进行了发动机瞬态空燃比控制实验,结果表明,瞬态工况下,相比于PID控制,PID神经网络控制下的过量空气系数超调量可以减小25%左右;节气门开度在5%~30%,之间以不同开度变化速率变化时,PID神经网络也能实现良好的控制效果.     

内燃机瞬态特性对整车循环工况动力性和经济性的影响

针对用发动机稳态万有特性计算整车循环工况性能所存在的不足,选用一款汽油机摩托车进行研究和验证。通过运用整车循环工况的试验数据,在发动机动态台架上模拟循环工况测定了发动机的瞬态特性。根据对发动机瞬态特性分析对原机进行了相应改进,使发动机瞬态时混合气形成和燃烧过程得到了改善,加快了发动机瞬态响应频率。最终试验测试结果显示,在发动机稳态特性变化很小的情况下,瞬态特性改进后不仅使整车变工况时动力性略有提升,而且明显降低了整车循环工况百公里油耗。     

1 000 MW超超临界机组凝结水泵变频优化试验及应用

为了进一步降低凝结水泵运行的厂用电率占比,解决超超临界机组参与电网深度调峰工况下凝结水泵变频控制节能效果受限的问题,通过在1 000 MW超超临界机组上开展现场试验并获取特性数据,针对当前运行现状提出一种适合深度调峰且机组热力系统安全的凝结水泵变频控制策略,并加以实施和变工况验证。优化运行结果表明：该控制策略在保证机组安全稳定运行的前提下,能有效降低凝结水泵的功耗,凝结水泵耗电率由0.218%下降至0.152%;在低负荷阶段节能效果更为显著,在500 MW工况下,凝结水泵功耗由1 057 kW下降至633 kW,下降了40.1%;在400 MW工况下,凝结水泵功耗由1 035 kW下降至512 kW,下降了50.5%。     

基于模型的发动机空燃比控制策略研究与仿真

空燃比的精确控制是现代车用汽油机控制最为关键的技术。发动机平均值模型由于其模型简单、计算时间短、使用方便,且能满足控制设计的要求而被广泛应用。基于模型的空燃比控制技术是当前国内外研究的热点。在建立某型汽油发动机空燃比平均值数学模型的基础上设计了稳态工况下模糊自适应PID控制器,并与传统的PID控制器空燃比控制效果进行了对比。设计了瞬态工况下燃油前馈补偿控制器并进行仿真。仿真结果表明在稳态工况下模糊自适应PID控制策略不仅能够满足实际控制需要,而且比传统的PID控制策略控制效果更好。前馈补偿控制策略能满足瞬态工况下空燃比的控制要求。     

SCR排气流量模型应用研究

针对重型柴油机选择性催化还原(SCR)控制系统,基于质量和能量守恒,推导出SCR策略中的排气流量数学表达公式,并应用开发软件D2P MotoHawk建立排气流量模型,通过发动机稳态工况和瞬态工况试验对比排气流量模型计算结果、脉谱控制插值结果与实际排气流量结果。结果表明,稳态过程中排气流量模型计算值与发动机台架测量值最大误差为5%,而脉谱控制模式脉谱插值的排气流量与发动机台架排气流量计测量值最大误差为10%;1 000r/min瞬态加载过程中排气流量计算模型的精度更高,与实际排气流量相比误差在8%以内,而脉谱插值的误差高达18%,WHTC排放循环在满足排放法规的前提下,应用模型控制氨泄漏大幅度降低(50%),平均值仅为8×10-6,尿素喷射总量也降低了2%。     

模糊控制在控制系统中的应用

提出了一种新颖的直流调压策略,利用模糊控制理论组成闭环控制系统,并对各种工况进行仿真,与传统的PID控制相比,性能有极大改善。     

350MW机组协调控制系统分析

七台河发电厂进口350MW汽轮机组的DCS分散控制系统采用的是HONEYWELL公司的TPS系统，协调控制系统作为TPS系统的一部分，被称之为MCS，MCS覆盖了整个锅炉侧的自动调节及部分汽机侧的调节系统。MCS控制策略主要由HPM（高性能过程管理器）实现，对七台河发电厂350MW机组协调控制系统进行了分析，介绍了相关的控制策略和逻辑关系。     

电力系统稳定控制方法综述

现代电力系统的发展使其稳定性问题日趋重要,结合电力系统稳定控制对象,介绍了电力系统稳定的定义及分类,对提高电力系统稳定性的各种控制方法及应用作了综述,包括：基于电力系统线性模型的极点配置、线性最优、线性二次高斯、电力系统非线性控制Lyapunov直接法,映射线性化方法,H∞鲁棒性控制,变结构控制等。最后指出了值得关注的研究方向。     

预测函数控制在火电厂单元机组协调控制系统中的应用

为解决单元机组协调控制系统的高精度和快速负荷跟踪控制的问题,将预测函数控制应用于多变量复杂控制系统中,提出一种基于阶跃响应模型的多输入多输出系统的预测函数控制算法。该算法采用阶跃响应模型作为参考模型,并引入扰动估计,使控制器在线计算量小,参数调整简单,跟踪快速,具有很强的抗扰动性和鲁棒性,能实现复杂多变量过程的高质量控制。该算法应用于含时变参数的单元机组协调控制系统仿真研究。结果表明:在大范围的负荷变化时,控制系统仍具有满意的控制效果。图8参8。     

煤水管道输送自动控制系统的设计

输送煤浆的浓度是影响输送效果的关键性因素，叙述了利用人工观察仪表控制电动调节阀来保证煤浆最佳浓度方法存在的弊端，以及基于单片机的自动控制系统实现煤浆最佳浓度的自动化控制的设计。     

热力除氧系统的计算机控制

介绍了某炼油厂除氧系统计算机控制系统的结构组成、控制功能和特点,设计了耦合系统的模糊控制叙述了压力和水位的控制方案和控制软件,该系统投入运行以来,效果良好。     

冰蓄冷调试中的融冰优先控制策略

分析了冰蓄冷系统的融冰优先控制策略,提出新的控制思路,针对常见设计思路的实现方法,从操作角度上提出一个切实可行的控制方案.     

船舶蒸汽动力装置调节/保护多目标切换控制问题研究

船舶工况大范围变化时,蒸汽动力装置的快速响应与安全性之间的矛盾,决定了船舶蒸汽动力装置控制的特殊性。为此,在结合船舶蒸汽动力装置的安全运行要求的基础上,论述了船舶蒸汽动力装置的调节/保护的基本思想,给出了船舶蒸汽动力装置调节/保护的控制结构,并提出了一种基于Max/Min的切换规则并在此基础上设计PI控制器。最后通过仿真验证了基于切换控制的船舶蒸汽动力装置调节/保护的控制方法能够较好的解决船舶蒸汽动力装置工况大范围变化时的快速响应与安全性之间的矛盾。     

IGCC电厂协调控制研究

IGCC电厂是一个复杂的质量和能量转换的过程,电厂中各个系统之间存在很多关联,是一个耦合性强,非线性化程度很高的系统。本文针对如何协调各部分之间的质量和能量平衡,即协调控制各部分的负荷和出力,使IGCC电厂所发出的功率与外界电网的功率需求保持一致,即协调控制方案进行了初步研究,希望对今后的IGCC电厂的工程实践具有积极的参考作用。     

新型主机遥控系统综合显控模块设计

介绍了用于某新型主机遥控系统的综合显控模块的设计,包括硬件组成,冗余CAN、以太网的硬件电路实现,以及控制软件实现等技术。试验及应用表明:该新型主机遥控系统结构简单、响应速度快、实时性好、运行稳定可靠。