论文摘要
电子调速器作为柴油机控制系统的一个重要组成部分,其控制功能的复杂程度在不断提高,相应的开发难度也在不断加大,通过台架试验来逐步调试电子调速器的传统方法,由于耗费大量的人力物力、开发周期长、调试环境不稳定、可重复性差等缺点,已难以适应调速器快速升级换代的需求,对此可采用硬件在环仿真(HILS)技术予以解决。本文的任务就是对硬件在环仿真进行全面研究,并建立起一套柴油机电子调速器硬件在环仿真系统。在硬件在环仿真系统中,动态模型的设计与建立至关重要,它决定着整套系统的可行性和可靠性。为此,本文选用了高性能动态仿真建模软件——Tesis,并根据柴油机建模理论,建立了16V396TE94废气涡轮增压柴油机动态模型。通过与该型柴油机试验参数的比对,验证了所建立柴油机模型具有较高的准确性。为了对PID控制算法进行深入的研究,本文根据实际工程中电子调速器的要求标准在MATLAB/Simulink中建立了电子调速器模型,并对传统的PID控制算法进行了改进。并与Tesis柴油机模型对接,进行了离线仿真,在柴油机不同工作阶段均取得了良好的工作曲线,为后期的电子调速器控制程序开发、研究以及快速控制原型仿真做了充分的准备。本文应用高性能硬件在环仿真平台——dSPACE,以及其自带的DS2003A/D接口和CP4002 I/O接口完成了Tesis柴油机模型与实际电子调速器的联调工作。应用dSPACE自带的实验管理软件ControlDesk建立了硬件在环仿真系统监控界面。在此仿真平台上进行了硬件在环仿真,对柴油机电子调速器进行了仿真测试,在起机、空载稳定性、调速、负荷突加突减等方面,均表现出良好的调速性能。证明了硬件在环仿真系统作为柴油机电子调速器的开发与调试平台是合理可行的。本文的研究为柴油机电子调速器提供了方便实用的开发、研制、调试平台,更重要的是为后续柴油机电子调速器的工程开发提供了理论和经验指导,缩短其开发周期,对柴油机电子调速器的发展起到了积极的作用。