CN103912388A - 双控制电子调速器及调速方法 - Google Patents

Abstract

一种双控制电子调速器及调速方法，属于发动机调速领域。它主要包括霍尔转速传感器、齿条位移传感器、输入电路、控制器切换装置、两个采用混合H₂/H_∞控制理论的控制器、故障灯指示装置、驱动电路、执行器（施加有颤振电信号的有限转角直流力矩电机）。当发动机与调速器正常工作时，其中一个控制器对整个调速系统进行运算控制，当一个控制器失效时，该系统立即自动切换到第二个控制器，实现不间断调速控制，并有故障指示灯闪烁提示控制器故障。此外，采用有限转角直流力矩电机为执行器并施加电颤振信号，解决调速器稳态性能问题。

Description

双控制电子调速器及调速方法

技术领域

    本发明涉及一种双控制电子调速器及调速方法，属于发动机调速领域。

背景技术

调速器根据发动机负荷变化而自动调节供油量，从而保证发动机的转速稳定在很小的范围内变化。但数字式电子调速器在国内的发展比较缓慢，绝大部分调速器仍然是机械调速器，难以实现发动机瞬时可靠调速。

现有的数字式电子调速器控制理论采用传统的PID控制，对于像柴油机这种包括气体流动、往复机械运动、燃油喷射、油气混合、燃烧膨胀等诸多过程的非线性瞬变系统，再加上机车柴油机工况的复杂性，传统PID控制难以解决其非线性瞬变问题。

现有的数字式电子调速器采用单个控制器，而控制器是调速器的核心部件，其可靠性需要进一步得到保证。

现有的数字式电子调速器执行器采用比例电磁铁或者力矩电机，由于力矩电机摩擦阻力矩偏大，稳态特性不佳，进而影响整个调速系统的调节精度和灵敏度。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提供一种双控制电子调速器及其调速方法，该调速器及控制方法应实现调速器连续可靠运行并解决非线性瞬变问题，与此同时，增加故障指示装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种双控制电子调速器，它主要包括霍尔转速传感器、齿条位移传感器、输入电路、控制器切换装置、两个采用混合H₂/H_∞控制理论的控制器、故障灯指示装置、驱动电路和执行器（施加有颤振电信号的有限转角直流力矩电机），安装在发动机上的齿条位移传感器和转速传感器的输出端连接输入电路，输入电路的输出端连接控制器切换装置，进而控制两个并联的控制器，二号控制器连接故障灯指示装置，两个控制器输出端连接驱动电路，驱动执行器进行动作，执行器输出端连接发动机，控制发动机供油量，双控制电子调速器采用两个可根据发生故障自行切换的控制器，双控制电子调速器引入混合H₂/H_∞控制理论作为调速器的控制方法，双控制电子调速器对有限转角直流力矩电机施加电颤振信号，双控制电子调速器还包括控制器切换装置以及故障灯指示装置。

所述的双控制电子调速器的调速方法按如下步骤进行：

步骤1、所述输入电路实时将输入的发动机转速信号和预设的转速信号传输给控制器；

步骤2、工作的一个控制器对输入的发动机转速信号和预设的转速信号进行对比处理运算并输出控制信号到有限转角直流力矩电机；

步骤3、有限直流力矩电机根据输入的控制信号进行动作，在施加的电颤振信号作用下控制发动机供油量的增减；

步骤4、当检测到一号控制器故障停止工作时，控制器切换装置立即自行动作切换到二号控制器继续工作，此时故障灯指示装置动作，使故障灯闪烁。

本发明的有益效果是：一种双控制电子调速器及调速方法，它主要包括霍尔转速传感器、齿条位移传感器、输入电路、控制器切换装置、两个采用混合H₂/H_∞控制理论的控制器、故障灯指示装置、驱动电路、执行器（施加有颤振电信号的有限转角直流力矩电机）。通过采用两个可根据是否发生故障自行切换的控制器，保证调速器可靠工作，故障指示灯显示控制器故障与否，实现及时

维修；通过引入混合H₂/H_∞控制理论作为调速器的控制方法，解决传统PID控制的非线性瞬变问题；通过对有限转角直流力矩电机施加电颤振信号，改善调速系统的稳态性能。

附图说明

    图1为一种双控制电子调速器及调速方法的电路原理框图。

具体实施方式            

一种双控制电子调速器及调速方法，它主要包括霍尔转速传感器、齿条位移传感器、输入电路、控制器切换装置、两个采用混合H₂/H_∞控制理论的控制器、故障灯指示装置、驱动电路、执行器（施加有颤振电信号的有限转角直流力矩电机）。

图1中示出的电路原理图表明：安装在发动机上的齿条位移传感器和转速传感器的输出端连接输入电路；输入电路的输出端连接控制器切换装置，进而控制两个并联的控制器；二号控制器连接故障灯指示装置；两个控制器输出端连接驱动电路，驱动执行器进行动作；执行器输出端连接发动机，控制发动机供油量。本发明设置两个采用混合H₂/H_∞控制理论的控制器，通过检测一号控制器故障与否实现控制器自动切换装置动作，保证控制器故障极短时间内恢复调速器正常运行；通过对有限转角直流力矩电机施加电颤振信号解决调速系统的稳态问题。

使用上述的双控制电子调速器，调速方法按如下步骤进行：

步骤1、所述的输入电路实时将输入的发动机转速信号和预设的转速信号传输给控制器；

步骤2、工作的一个控制器对输入的发动机转速信号和预设的转速信号

进行对比处理运算并输出控制信号到有限转角直流力矩电机；

步骤3、有限直流力矩电机根据输入的控制信号进行动作，在施加的电颤振信号作用下有效克服摩擦阻力，控制发动机燃油供给量，维持发动机稳定转速；

步骤4、当检测到一号控制器故障停止工作时，控制器切换装置立即自行动作切换到二号控制器继续工作，实现不间断调速。此外，故障灯指示装置动作，使故障灯闪烁，以便及时发现进行维修，大大提高调速器的可靠性。

本发明通过采用两个可根据是否发生故障自行切换的控制器，可以在一号控制器发生故障时，保证控制器故障极短时间内切换到二号控制器，恢复调速器正常运行，保证调速器可靠工作，故障指示灯显示控制器故障与否，实现及时维修；通过引入混合H₂/H_∞控制理论作为调速器的控制方法，解决传统PID控制的非线性瞬变问题；通过对有限转角直流力矩电机施加电颤振信号，改善调速系统的稳态性能。通过以上各方面的共同作用，提高调速器调节精度和灵敏度，改善调速器可靠性，最终达到改善发动机经济性、排放性的目的。

Claims (2)

1.一种双控制电子调速器，它包括霍尔转速传感器、齿条位移传感器、输入电路、控制器切换装置、两个采用混合H₂/H_∞控制理论的控制器、故障灯指示装置、驱动电路和执行器，其特征是：安装在发动机上的齿条位移传感器和转速传感器的输出端连接输入电路，输入电路的输出端连接控制器切换装置，进而控制两个并联的控制器，二号控制器连接故障灯指示装置，两个控制器输出端连接驱动电路，驱动执行器进行动作，执行器输出端连接发动机，控制发动机供油量，双控制电子调速器采用两个可根据发生故障自行切换的控制器，双控制电子调速器引入混合H₂/H_∞控制理论作为调速器的控制方法，双控制电子调速器对有限转角直流力矩电机施加电颤振信号，双控制电子调速器还包括控制器切换装置以及故障灯指示装置。

2.根据权利要求1所述的双控制电子调速器的调速方法，其特征是：所述调速方法按如下步骤进行：

步骤1、所述输入电路实时将输入的发动机转速信号和预设的转速信号传输给控制器；

步骤2、工作的一个控制器对输入的发动机转速信号和预设的转速信号进行对比处理运算并输出控制信号到有限转角直流力矩电机；

步骤3、有限直流力矩电机根据输入的控制信号进行动作，在施加的电颤振信号作用下控制发动机供油量的增减；

步骤4、当检测到一号控制器故障停止工作时，控制器切换装置立即自行动作切换到二号控制器继续工作，此时故障灯指示装置动作，使故障灯闪烁。