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介绍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的作用是系统的稳态误差。Ｋｉ越大，系统的静态误差越快，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，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。

唯有切断供气才是制止柴油发电机飞车行之有效的方法 柴油发电机飞车的实质是喷油泵调速器作用失灵，供油量不能随负荷减小（转速相应升高）而减小引起的飞车；或者是气缸内进入了额外的燃油或过多的机油，使燃料燃烧产生的动力大大超过柴油发电机的运转阻力（机械摩擦阻力及外界负荷），柴油发电机工作失去平衡而引起的飞车。 “飞车”产生的原因： 1.调速器部分（1）油泵齿条（拉杆）卡滞在 供油位置。原因是装配过紧，或进入脏物，或固定螺母、销子和腱等连接件漏装或脱落。（2）调速器弹簧断裂，飞锤脱出或卡滞；高速限制螺钉不起作用。（3）调速器内加入润滑机油太多，影响飞锤的惯性作用而无法灵嫩地控制喷油泵油量。在冬季机油如果冻结，飞锤不能飞甩，更易造成“飞车"。 2.油泵部分（1）油泵柱塞卡滞在 供油位置造成“飞车”。若在柴油发电机工作过程中发生“飞车”，多是因油泵内进入了脏油，油中带进的水和机械杂质进人柱塞副的间隙中，引起柱塞卡滞。（2）安装不当，如带动油泵柱塞的齿条和齿轮的啮合关系装错了，或柱塞装反。（3）为了调大供油量，使柱塞螺旋槽旋度过大。 防止“飞车”的措施：（1）调试喷油泵总成时，要严格地按照调试工艺检修。调整喷油泵和调速器的各个零件和组合件、各连接点磨损时必须修复，指坏件要及时更换。装配时要严格按照工艺步骤与要求进行， 要在技术状态良好的喷油泵试验台上进行的调试。调试内容包括三方面：不同工作情况供油量的调整，调速器的调整，供油角度的调整。现在有轻视喷油泵的倾向，认为手工就可以解决油泵的切问题，就是上试验台也只是调一下供油量与供油均匀性，这种看法和做法是造成“飞车"的重要原因。若在工作中油泵进入了脏油致使柱塞卡滞，应首先检查清洗柴油粗细弗列加滤清器，放出油箱中沉淀物和水，然后排除柱塞卡滞现象，必要时应拆卸油泵柱塞（包括喷油嘴）进行清诜。（2）当发生“飞车"时，应沉着、果断、采取紧急熄火措施。这样就可避免机器事故和保障人身。常采用紧急熄火的方法有：立即停止供油，将凋速手柄拉到熄火位置，顺手关掉油箱开关或用扳手卸掉高压油管，（3）立即停止供气，用棉衣紧紧包住弗列加滤清器的空气入口，或用力拔下弗列加滤清器，堵死进气口。（4）打开减压装置。减压后气门不能关死，致使柴油发电机熄火。不过采用此法等于在配气机构中造成数毫米的间隙，在高速下，这样大的间隙，将形成很大的冲击，可能掼坏减压机构、气门弹簧或配气系统的其它零件。如果减压机构被打坏，则会停不住车。如在行进中，可刹车增大负荷，迫使发电机熄火。 飞车后的应急措施处理飞车的措施基本上有3个：加大负荷；切断供油（高压油）；切断供气短加大负荷的方法是挂高挡并强行制动迫使发电机熄火、这样做虽然有效，但容易造成发电机和传动部分零件的损坏，并容易导致交通事故。 切断供油从原理上是说得通的、但实际上却不怎么有效。原因是飞车多发生在发电机空载运行时，由于喷油泵柱塞套上的吸、排油口在高速下产生了较强的节流作用，使供油量比额定油量还大，这些燃油喷入气缸后无法完全燃烧，除以大量浓黑烟的形式排出外，必然还有部分燃油滯留在发电机活塞顶部。因此即使在发生飞车时立即切断高压油供给，但活塞頂部的残油足以维持相当时间的继续燃烧，不能使发电机转速立即降下来，浪费了宝贵的时回，眼睁睁地看着发电机损坏而束手无策。 唯有切断供气才是制止飞车行之有效的方法，没有空气中的氧气助燃，燃油就没有办法继续燃烧。切断供气的方法按发电机结构不同而有所区别。有减压机构的，应立即使发电机减压；有由机械纵或气动操纵的进、排气动装置的，应立即实行阻气能动；若这些机构都没有，可堵住发电机进气口，使其缺氧而自熄。

柴油机故障如何分类？ 柴油机故障可从以下不同方面进行分类： （1）按故障的性质分类 柴油机故障按其性质，可分为本质故障、误用故障和从属故障三类。 1）本质故障。在规定使用条件下，由于柴油机及其零部件本身固有的因素或缺陷而引起的故障称为本质故障，如柴油机连杆断裂等。 2）误用故障。不按规定条件使用或由于外界因素而引起的故障称为误用故障，如因机油油量不足引起烧瓦等。 3）从属故障。某一故障所引起的派生故障称为从属故障，也成为相关故障，如连杆螺钉断裂引起的机体裂纹等。 （2）按故障的严重程度 柴油机故障按其严重程度和造成的危害，可分为致命故障、严重故障、一般故障和轻度故障四类。 1）致命故障。凡造成重要零件报废、导致人身伤亡或造成重大经济损失的故障称为致命故障，也称为危险性故障，如连杆螺栓断裂、机体破裂等。这类故障属一类故障。 2）严重故障。凡柴油机主要性能指标超过限值，主要零件损坏需解体才能排除的故障称为严重故障，如柴油机油耗过高、活塞环断裂等。这类故障数二类故障。 3）一般故障。凡柴油机需停机检修，需要更换非主要部件，用随机工具即可排除的故障称为一般故障，如三漏（漏气、漏油、漏水）、盖板损坏等。这类故障属三类故障。 4）轻度故障。凡一般不导致柴油机停机，不需要更换零件，用随机工具在短时间内即可排除的故障称为轻度故障。如柴油机密封部位渗漏、盖板螺钉松动等。这类故障属四类故障。 （3）按故障出现时间的快慢分类 柴油机故障按其出现时间的快慢，可分为突发性故障和渐发性故障两类。 1）突发性故障。这种故障在短时间内突然发生，不能靠早期诊断来预测，如连杆螺栓断、气门弹簧断裂等。 2）渐发性故障。这种故障的发生有一个渐变的过程，可以通过早期诊断进行预测，如缸套磨损、气门漏气等。 （4）按故障发生的部位分类 柴油机故障按其发生部位，可分为整体性故障和零部件故障两类。 1）整体性故障。也称为综合性故障，影响整机性能，如起动困难、功率不足、飞车、转速不稳、压力异常、温度异常、声音异常、振动异常、突然停车等，其原因是综合性的。 2）零部件故障。是指某一零件所发生的故障，如齿轮断裂、水泵泵量过小等。 （5）按故障的原因和现象分类 柴油机故障按其原因和现象，可分为磨损性故障、错用性故障和薄弱性故障三类。 1）磨损性故障。由于摩擦副磨损过大而造成的故障称为磨损性故障。这种故障是正常使用条件下，正常磨损过程中可以预料的故障，如活塞环过度磨损，造成严重漏气、功率不足等。这类故障一般不会造成严重后果。 2）错用性故障。在实际使用条件下，产生的载荷超过了原设计能力所造成的故障称为错用性故障，如超负荷使用致使柴油机冒黑烟、轴系断裂等。 3）薄弱性故障。在实际使用条件下，产生的载荷未超过设计能力，只是设计失误造成薄弱环节，导致零部件丧失工作能力的故障称为薄弱性故障。这类故障多发生在新开发机型上。一般表现为零件破损、轴系及支架断裂等。 （6）按故障后果的性质分类，以可靠性为中心的维修指导思想认为，故障后果比故障频率更为重要，故障后果可以影响重要机件发挥正常的功能，可以造成更换故障件的费用支出，可以损坏整个系统设备，甚至造成人员伤亡。因此，故障后果决定了维修工作的先后次序和及时提出修改机件设计的建议。故障后果按性质可分为四类： 1）性故障后果。这类故障能造成机毁人亡，需采用维修方式，使故障风险率减少到可以接受的水平；否则，有关机件项目就要重新设计。 2）使用性故障后果。这类故障能干扰使用计划，会因该机件工作能力的下降，造成其他间接的经济损失（例如使用中经济性下降等）。在费用效果分析的基础上，可采取维修的方式来解决这些问题。 3）非使用性故障后果。这类故障的后果对使用没有直接的不利影响。例如采用冗余度设计的装置，其中一个装置出现故障后，只需在方便时更换或修理。因此，非使用性后果可采用事后维修方式。 4）隐蔽性故障后果。这类故障后果一般不会产生直接的不利影响。但是，当具有隐蔽性故障后果的计件与另一个或几个计件的故障相关时，如果 个机件的功能故障由于隐蔽原因未被发现，以致第二个机件又发生故障，从而造成多重故障，则将导致危险性故障，必须采取维护的方式减少这种风险的因素。