[发明专利]一种柴油机并联发电机和液力耦合器电气控制系统

权利要求书

1.一种柴油机并联发电机和液力耦合器电气控制系统，其特征在于，所述电气控制系统的工作流程包括如下步骤：

(1)初始设置：

设定扭矩上限值N，当实际扭矩n大于设定的扭矩上限值N时，程序进入转速控制模式；在控制器加装的控制程序中预设发动机转速初始值F0,实际的转速值为F1,设定误差值为e，e等于F1减去F2；定义Eff为输入误差的语言特征点，设置为[1...4]的4个元素的集合，第一个采集周期的误差为e1，第二个采集周期的误差为e2；设定de为误差变化率，de等于e1减去e2；定义Deff为输入误差变化的语言特征点，设置为[1...4]的4个元素的集合，预设u为输出控制量；定义Uff为输出控制量的语言特征点，设置为[1...7]的7个元素的集合，定义Rule为模糊规则，预设模糊规则为[1...7,1...7]的一个7×7行列式；定义输出最大值Fmax＝100；

(2)确定误差值隶属度：

步骤一，如果误差值e大于负的误差输入特征值Eff的第4个元素，且小于等于负的误差输入特征值Eff的第3个元素，即-Eff[4]＜e≤-Eff[3]，则误差隶属值Pn＝-2，误差隶属度集合的第一个元素PF[1]＝Fmax×((-Eff[3]-e)÷(Eff[4]-Eff[3]))；

步骤二，如果误差值e大于负的误差输入特征值Eff的第3个元素，且小于等于负的误差输入特征值Eff的第2个元素，即-Eff[3]＜e≤-Eff[2]，则误差隶属值Pn＝-1，误差隶属度集合的第一个元素PF[1]＝Fmax×((-Eff[2]-e)÷(Eff[3]-Eff[2]))；

步骤三，如果误差值e大于负的误差输入特征值Eff的第2个元素，且小于等于负的误差输入特征值Eff的第1个元素，即-Eff[2]＜e≤-Eff[1]，则误差隶属值Pn＝0，误差隶属度集合的第一个元素PF[1]＝Fmax×((-Eff[1]-e)÷(Eff[2]-Eff[1]))；

步骤四，如果误差值e大于误差输入特征值Eff的第1个元素，且小于等于误差输入特征值Eff的第2个元素，即Eff[1]＜e≤Eff[2]，则误差隶属值Pn＝1，误差隶属度集合的第一个元素PF[1]＝Fmax×((Eff[2]-e)÷(Eff[2]-Eff[1]))；

步骤五，如果误差值e大于误差输入特征值Eff的第2个元素，且小于等于误差输入特征值Eff的第3个元素，即Eff[2]＜e≤Eff[3]，则误差隶属值Pn＝2，误差隶属度集合的第一个元素PF[1]＝Fmax×((Eff[3]-e)÷(Eff[3]-Eff[2]))；

步骤六，如果误差值e大于误差输入特征值Eff的第3个元素，且小于等于误差输入特征值Eff的第4个元素，即Eff[3]＜e≤Eff[4]，则误差隶属值Pn＝3，误差隶属度集合的第一个元素PF[1]＝Fmax×((Eff[4]-e)÷(Eff[4]-Eff[3]))；

步骤七，如果误差值e小于等于负的误差输入特征值Eff的第4个元素，即e≤-Eff[4]，则误差隶属值Pn＝2，误差隶属度集合的第一个元素PF[1]＝输出最大值FMAX，即PF[1]＝Fmax；

步骤八，如果误差值e大于误差输入特征值Eff的第4个元素，即e＞Eff[4]，则误差隶属值Pn＝0，误差隶属度集合的第一个元素PF[1]＝0；

步骤九，误差隶属度集合的第二个元素PF[2]＝Fmax-PF[1]；

(3)确定误差变化值隶属度：

步骤一，如果误差变化率de大于负的误差变化输入特征值Deff的第4个元素，且小于等于负的误差变化输入特征值Deff的第3个元素，即-Deff[4]＜de≤-Deff[3]，则误差变化值隶属值Dn＝-2，误差变化值隶属度集合的第一个元素DF[1]＝Fmax×((-Deff[3]-de)÷(Deff[4]-Deff[3]))；

步骤二，如果误差变化率de大于负的误差变化输入特征值Deff的第3个元素，且小于等于负的误差变化输入特征值Deff的第2个元素，即-Deff[3]＜de≤-Deff[2]，则误差变化值隶属值Dn＝-1，误差变化值隶属度集合的第一个元素DF[1]＝Fmax×((-Deff[2]-de)÷(Deff[3]-Deff[2]))；

步骤三，如果误差变化率de大于负的误差变化输入特征值Deff的第2个元素，且小于等于负的误差变化输入特征值Deff的第1个元素，即-Deff[2]＜de≤-Deff[1]，则误差变化值隶属值Dn＝0，误差变化值隶属度集合的第一个元素DF[1]＝Fmax×((-Deff[1]-de)÷(Deff[2]-Deff[1]))；

步骤四，如果误差变化率de大于误差变化输入特征值Deff的第1个元素，且小于等于误差变化输入特征值Deff的第2个元素，即Deff[1]＜de≤Deff[2]，则误差变化值隶属值Dn＝1，误差变化值隶属度集合的第一个元素DF[1]＝Fmax×((Deff[2]-de)÷(Deff[2]-Deff[1]))；

步骤五，如果误差变化率de大于误差变化输入特征值Deff的第2个元素，且小于等于误差变化输入特征值Deff的第3个元素，即Deff[2]＜de≤Deff[3]，则误差变化值隶属值Dn＝2，误差变化值隶属度集合的第一个元素DF[1]＝Fmax×((Deff[3]-de)÷(Deff[3]-Deff[2]))；

步骤六，如果误差变化率de大于误差变化输入特征值Deff的第3个元素，且小于等于误差变化输入特征值Deff的第4个元素，即Deff[3]＜de≤Deff[4]，则误差变化值隶属值Dn＝3，误差变化值隶属度集合的第一个元素DF[1]＝Fmax×((Deff[4]-de)÷(Deff[4]-Deff[3]))；

步骤七，如果误差变化率de小于等于负的误差变化输入特征值Deff的第4个元素，即de≤-Deff[4]，则误差变化值隶属值Dn＝2，误差变化值隶属度集合的第一个元素DF[1]＝输出最大值Fmax，即DF[1]＝Fmax；

步骤八，如果误差变化率de大于误差变化输入特征值Deff的第4个元素，即de＞Deff[4]，则误差变化值隶属值Dn＝0，误差变化值隶属度集合的第一个元素DF[1]＝零，即DF[1]＝0；

步骤九，误差变化值隶属度集合的第二个元素DF[2]＝Fmax-DF[1]；

(4)使用误差范围优化后得出四个输出有效规则：

规则1，Un[1]＝rule[Pn+2,Dn+2]；

规则2，Un[2]＝rule[Pn+3,Dn+2]；

规则3，Un[3]＝rule[Pn+2,Dn+3]；

规则4，Un[4]＝rule[Pn+3,Dn+3]；

通过模糊规则表求出规则1至规则4的值；

(5)判断输入隶属度函数，求出语言输出隶属度值：

步骤一，如果PF[1]≤DF[1]，则输出量隶属度集合的第一个元素UF[1]＝PF[1]，否则UF[1]＝DF[1]；

步骤二，如果PF[2]≤DF[1]，则输出量隶属度集合的第二个元素UF[2]＝PF[2]，否则UF[2]＝DF[1]；

步骤三，如果PF[1]≤DF[2]，则输出量隶属度集合的第三个元素UF[3]＝PF[1]，否则UF[3]＝DF[2]；

步骤四，如果PF[2]≤DF[2]，则输出量隶属度集合的第四个元素UF[4]＝PF[2]，否则UF[4]＝DF[2]；

当Un[1]＝Un[2]，UF[1]UF[2]时，则UF[2]＝0，否则UF[1]＝0；

当Un[1]＝Un[3]，UF[1]UF[3]时，则UF[3]＝0，否则UF[1]＝0；

当Un[1]＝Un[4]，UF[1]UF[4]时，则UF[4]＝0，否则UF[1]＝0；

当Un[2]＝Un[3]，UF[2]UF[3]时，UF[3]＝0，否则UF[2]＝0；

当Un[2]＝Un[4]，UF[2]UF[4]时，则UF[4]＝0，否则UF[2]＝0；

当Un[3]＝Un[4]，UF[3]UF[4]时，则UF[4]＝0，否则UF[3]＝0；

(6)将输出隶属函数的标号值转为隶属函数值：

步骤一，如果Un[1]≥0，则规则1转换的函数值等于输出量特征值UFF对应规则1模糊规则表数值对应元素的数值，即Un[1]＝UFF[Un[1]],否则规则1转换的函数值等于输出量特征值UFF对应规则1模糊规则表负数值元素数值的负值，即Un[1]＝-UFF[-Un[1]]；

步骤二，如果规则2大于等于0，即Un[2]≥0，则规则2转换的函数值等于输出量特征值UFF对应规则2模糊规则表数值对应元素的数值，即Un[2]＝UFF[Un[2]],否则规则1转换的函数值等于输出量特征值UFF对应规则2模糊规则表负数值元素数值的负值，即Un[2]＝-UFF[-Un[2]]；

步骤三，如果规则3大于等于0，即Un[3]≥0，则规则3转换的函数值等于输出量特征值UFF对应规则3模糊规则表数值对应元素的数值，即Un[3]＝UFF[Un[3]],否则规则1转换的函数值等于输出量特征值UFF对应规则3模糊规则表负数值元素数值的负值，即Un[3]＝-UFF[-Un[3]]；

步骤四，如果规则4大于等于0，即Un[4]≥0，则规则4转换的函数值等于输出量特征值UFF对应规则4模糊规则表数值对应元素的数值，即Un[4]＝UFF[Un[4]],否则规则4转换的函数值等于输出量特征值UFF对应规则4模糊规则表负数值元素数值的负值，即Un[4]＝-UFF[-Un[4]]；

(7)求出隶属度函数值后再计算出实际输出值U：

定义中间变量1为Temp 1，中间变量2为Temp 2；则Temp 1＝UF[1]×Un[1]+UF[2]×Un[2]+UF[3]×Un[3]+UF[4]×Un4；Temp 2＝UF[1]+UF[2]+UF[3]+UF[4]；实际输出值U＝Temp1÷Temp 2，求出实际输出值后再将输出值U转换成控制器输出模拟量，以控制离合器油箱液位高度。

2.根据权利要求1所述的柴油机并联发电机和液力耦合器电气控制系统，其特征在于，所述电气控制系统包括控制器、发动机、发电机和液力耦合器；所述液力耦合器通过法兰盘连接发动机，发动机通过皮带连接发电机，液力耦合器通过皮带连接破碎机，所述发动机通过控制器控制液力耦合器；所述液力耦合器的动力输出处设有检测输出扭矩的扭矩传感器，所述发动机设有监测曲轴转速的转速传感器，所述的扭矩传感器及转速传感器均与控制器连接，从而将扭矩数据和转速数据传送到控制器。