雙控制電子調速器及調速方法
【專利摘要】一種雙控制電子調速器及調速方法，屬于發動機調速領域。它主要包括霍爾轉速傳感器、齒條位移傳感器、輸入電路、控制器切換裝置、兩個采用混合H2/H∞控制理論的控制器、故障燈指示裝置、驅動電路、執行器（施加有顫振電信號的有限轉角直流力矩電機）。當發動機與調速器正常工作時，其中一個控制器對整個調速系統進行運算控制，當一個控制器失效時，該系統立即自動切換到第二個控制器，實現不間斷調速控制，并有故障指示燈閃爍提示控制器故障。此外，采用有限轉角直流力矩電機為執行器并施加電顫振信號，解決調速器穩態性能問題。
【專利說明】雙控制電子調速器及調速方法【技術領域】
[0001]本發明涉及一種雙控制電子調速器及調速方法，屬于發動機調速領域。
【背景技術】
[0002]調速器根據發動機負荷變化而自動調節供油量，從而保證發動機的轉速穩定在很小的范圍內變化。但數字式電子調速器在國內的發展比較緩慢，絕大部分調速器仍然是機械調速器，難以實現發動機瞬時可靠調速。
[0003]現有的數字式電子調速器控制理論采用傳統的PID控制，對于像柴油機這種包括氣體流動、往復機械運動、燃油噴射、油氣混合、燃燒膨脹等諸多過程的非線性瞬變系統，再加上機車柴油機工況的復雜性，傳統PID控制難以解決其非線性瞬變問題。
[0004]現有的數字式電子調速器采用單個控制器，而控制器是調速器的核心部件，其可靠性需要進一步得到保證。
[0005]現有的數字式電子調速器執行器采用比例電磁鐵或者力矩電機，由于力矩電機摩擦阻力矩偏大，穩態特性不佳，進而影響整個調速系統的調節精度和靈敏度。
【發明內容】
[0006]針對現有技術存在的上述不足，本發明提供一種雙控制電子調速器及其調速方法，該調速器及控制方法應實現調速器連續可靠運行并解決非線性瞬變問題，與此同時，增加故障指示裝置。
[0007]本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是:一種雙控制電子調速器，它主要包括霍爾轉速傳感器、齒條位移傳感器、輸入電路、控制器切換裝置、兩個采用混合仏八^控制理論的控制器、故障燈指示裝置、驅動電路和執行器(施加有顫振電信號的有限轉角直流力矩電機)，安裝在發動機上的齒條位移傳感器和轉速傳感器的輸出端連接輸入電路，輸入電路的輸出端連接控制器切換裝置，進而控制兩個并聯的控制器，二號控制器連接故障燈指示裝置，兩個控制器輸出端連接驅動電路，驅動執行器進行動作，執行器輸出端連接發動機，控制發動機供油量，雙控制電子調速器采用兩個可根據發生故障自行切換的控制器，雙控制電子調速器引入混合H2A100控制理論作為調速器的控制方法，雙控制電子調速器對有限轉角直流力矩電機施加電顫振信號，雙控制電子調速器還包括控制器切換裝置以及故障燈指示裝置。
[0008]所述的雙控制電子調速器的調速方法按如下步驟進行: 步驟1、所述輸入電路實時將輸入的發動機轉速信號和預設的轉速信號傳輸給控制
器；
步驟2、工作的一個控制器對輸入的發動機轉速信號和預設的轉速信號進行對比處理運算并輸出控制信號到有限轉角直流力矩電機；
步驟3、有限直流力矩電機根據輸入的控制信號進行動作，在施加的電顫振信號作用下控制發動機供油量的增減；步驟4、當檢測到一號控制器故障停止工作時，控制器切換裝置立即自行動作切換到二號控制器繼續工作，此時故障燈指示裝置動作，使故障燈閃爍。
[0009]本發明的有益效果是:一種雙控制電子調速器及調速方法，它主要包括霍爾轉速傳感器、齒條位移傳感器、輸入電路、控制器切換裝置、兩個采用混合仏八^控制理論的控制器、故障燈指示裝置、驅動電路、執行器(施加有顫振電信號的有限轉角直流力矩電機)。通過采用兩個可根據是否發生故障自行切換的控制器，保證調速器可靠工作，故障指示燈顯示控制器故障與否，實現及時
維修；通過引入混合H2ZiH00控制理論作為調速器的控制方法，解決傳統PID控制的非線性瞬變問題；通過對有限轉角直流力矩電機施加電顫振信號，改善調速系統的穩態性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為一種雙控制電子調速器及調速方法的電路原理框圖。
[0011]【具體實施方式】
一種雙控制電子調速器及調速方法，它主要包括霍爾轉速傳感器、齒條位移傳感器、輸入電路、控制器切換裝置、兩個采用混合H2Ai00控制理論的控制器、故障燈指示裝置、驅動電路、執行器(施加有顫振電信號的有限轉角直流力矩電機)。
[0012]圖1中示出的電路原理圖表明:安裝在發動機上的齒條位移傳感器和轉速傳感器的輸出端連接輸入電路；輸入電路的輸出端連接控制器切換裝置，進而控制兩個并聯的控制器；二號控制器連接故障燈指示裝置；兩個控制器輸出端連接驅動電路，驅動執行器進行動作；執行器輸出端連接 發動機，控制發動機供油量。本發明設置兩個采用混合仏八^控制理論的控制器，通過檢測一號控制器故障與否實現控制器自動切換裝置動作，保證控制器故障極短時間內恢復調速器正常運行；通過對有限轉角直流力矩電機施加電顫振信號解決調速系統的穩態問題。
[0013]使用上述的雙控制電子調速器，調速方法按如下步驟進行:
步驟1、所述的輸入電路實時將輸入的發動機轉速信號和預設的轉速信號傳輸給控制
器；
步驟2、工作的一個控制器對輸入的發動機轉速信號和預設的轉速信號 進行對比處理運算并輸出控制信號到有限轉角直流力矩電機；
步驟3、有限直流力矩電機根據輸入的控制信號進行動作，在施加的電顫振信號作用下有效克服摩擦阻力，控制發動機燃油供給量，維持發動機穩定轉速；
步驟4、當檢測到一號控制器故障停止工作時，控制器切換裝置立即自行動作切換到二號控制器繼續工作，實現不間斷調速。此外，故障燈指示裝置動作，使故障燈閃爍，以便及時發現進行維修，大大提高調速器的可靠性。
[0014]本發明通過采用兩個可根據是否發生故障自行切換的控制器，可以在一號控制器發生故障時，保證控制器故障極短時間內切換到二號控制器，恢復調速器正常運行，保證調速器可靠工作，故障指示燈顯示控制器故障與否，實現及時維修；通過引入混合H2Ai00控制理論作為調速器的控制方法，解決傳統PID控制的非線性瞬變問題；通過對有限轉角直流力矩電機施加電顫振信號，改善調速系統的穩態性能。通過以上各方面的共同作用，提高調速器調節精度和靈敏度，改善調速器可靠性，最終達到改善發動機經濟性、排放性的目的。
【權利要求】
1.一種雙控制電子調速器，它包括霍爾轉速傳感器、齒條位移傳感器、輸入電路、控制器切換裝置、兩個采用混合H2Ai00控制理論的控制器、故障燈指示裝置、驅動電路和執行器，其特征是:安裝在發動機上的齒條位移傳感器和轉速傳感器的輸出端連接輸入電路，輸入電路的輸出端連接控制器切換裝置，進而控制兩個并聯的控制器，二號控制器連接故障燈指示裝置，兩個控制器輸出端連接驅動電路，驅動執行器進行動作，執行器輸出端連接發動機，控制發動機供油量，雙控制電子調速器采用兩個可根據發生故障自行切換的控制器，雙控制電子調速器引入混合H2Ai00控制理論作為調速器的控制方法，雙控制電子調速器對有限轉角直流力矩電機施加電顫振信號，雙控制電子調速器還包括控制器切換裝置以及故障燈指示裝置。
2.根據權利要求1所述的雙控制電子調速器的調速方法，其特征是:所述調速方法按如下步驟進行: 步驟1、所述輸入電路實時將輸入的發動機轉速信號和預設的轉速信號傳輸給控制器； 步驟2、工作的一個控制器對輸入的發動機轉速信號和預設的轉速信號進行對比處理運算并輸出控制信號到有限轉角直流力矩電機； 步驟3、有限直流力矩電機根據輸入的控制信號進行動作，在施加的電顫振信號作用下控制發動機供油量的增減； 步驟4、當檢測到一號控制器故障停止工作時，控制器切換裝置立即自行動作切換到二號控制器繼續工作，此時故障燈指示裝置動作，使故障燈閃爍。
【文檔編號】F02D1/02GK103912388SQ201410129365
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月2日 優先權日:2014年4月2日
【發明者】楊波, 隆武強, 田江平 申請人:大連理工大學