[发明专利]一种生物质气内燃发电机组转速控制方法

摘要

本发明公开了一种生物质气内燃发电机组转速控制方法，包括实时监测内燃发动机输出的转速，当输出的转速发生变化时，与预设的转速值比较后，产生偏差值；将偏差值以及偏差值的变化率分别作为模糊控制环节的两个输入量，输出量经过清晰化后得到模糊控制环节的输出，将偏差值以及PID参数的微调量输入到PID控制器中对相应的参数进行调整；对生物质气内燃发电机组系统进行校正；控制节气门开度，调节生物质气进气量，最终实现调速的目的。本发明有益效果有效地解决了模糊自适应PID控制系统中调节时间ts和超调量MP两个动态性能指标的矛盾，实时的改变控制器的参数，适应生物质气可燃气体波动大的特点。

主权项

一种生物质气内燃发电机组转速控制方法，其特征是，包括以下步骤：(1)实时监测内燃发动机输出的转速，当输出的转速发生变化时，与预设的转速值比较后，产生偏差值；(2)将所述偏差值以及偏差值的变化率分别作为模糊控制环节的两个输入量，所述两个输入量经过模糊化以后，根据由专家经验得到的控制规则表，自动匹配相应的输出量，所述输出量经过清晰化后得到模糊控制环节的输出，作为PID参数的微调量；其具体方法为：1)测试生物质气内燃发电机组在传统PID控制作用下的转速偏差的实际变化范围是[‑en1,en1]，转速偏差变化率的实际变化范围是[‑en2,en2]；2)确定偏差e的论域为[‑em1,em1]，转速偏差变化率的论域为：[‑em2,em2]；可得生物质气内燃发电机组转速偏差的比例因子EK的计算方式：EK1=em1en1;]]>同理可得生物质气发电机组转速偏差变化率的比例因子的计算方式：EK2=em2en2;]]>3)确定转速偏差、偏差变化率以及输出量的模糊集，以各自的论域为横轴，隶属度为纵轴，建立三角形隶属度函数；4)根据由专家经验建立的模糊控制规则表，自动匹配相应的输出量；5)所述输出量经过重心法清晰化后得到模糊控制环节的输出，作为PID参数的微调量；(3)将所述偏差值以及PID参数的微调量输入到PID控制器中对相应的参数进行调整；(4)PID控制器最终的输出值作为校正环节的输入，对生物质气内燃发电机组系统进行校正；(5)校正环节的输出信号驱动步进电机，控制节气门开度，调节生物质气进气量，最终实现调速的目的；其具体方法为：(a)建立生物质气内燃发电机组原系统的传递函数G0(s)，G0(s)＝Gc1(s)×Gc2(s)×Gc3(s)...×Gcn(s)，并根据传递函数做出伯德图；(b)计算生物质气内燃发电机组原系统的开环截止频率ωco和相位裕度γco；(c)计算最大的相位超前角并根据所述相位超前角计算低频衰减率α；(d)根据计算的低频衰减率α确定新的开环截止频率ωc；(e)根据低频衰减率α和开环截止频率ωc确定校正环节的两转折频率ω1和ω2以及补偿增益Kc；(f)根据上述计算的参数得出校正环节的开环传递函数以及校正后的系统开环频率特性；(g)依据校正后的系统开环传递函数，绘出相应的伯德图，并判定校正后的系统是否满足设计要求；若不满足，则修正最大相位超前角重新进行计算。