CN111828184A - 一种电控发电机组突加突卸快速响应的控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发电机电控系统中频率控制技术领域，具体公开了一种电控发电机组突加突卸快速响应的控制方法，包括：根据发动机实际转速和发动机目标转速分别计算得出发动机目标转速差和发动机转速变化差；根据发动机目标转速差的绝对值和稳瞬态判断转速值判断发动机运行状态；根据发动机目标转速差、发动机转速变化差以及发动机运行状态计算得出油门增量；根据上一周期油门开度和油门增量计算得出实际喷油量，以控制喷油器喷油量的输出；利用喷油量的输出调节发动机的转速。本发明还公开了一种电控发电机组突加突卸快速响应的控制系统。本发明可提高发电机组突加突卸的响应速度及调节速度，满足更高的发电机组性能等级。

Description

一种电控发电机组突加突卸快速响应的控制方法及系统

技术领域

本发明涉及发电机电控系统中频率控制技术领域，更具体地，涉及一种电控发电机组突加突卸快速响应的控制方法及系统。

背景技术

现有技术大多采用经典的PID算法控制，算出油门增量后查找调速特性油量曲线得出喷油量的方式，来控制电控发电机组的频率。此技术具有原理简单，易于实现，使用面广，参数调节简单等优点。但针对电控发电机组频率控制来说，此技术有以下3个明显的缺陷：1、当负载出现突加突卸时，不可避免的出现恢复时间延长，超调增大等现象；2、积分反馈在控制过程中会可能存在负作用的情况，同时积分反馈会使控制变得迟钝，容易产生震荡；3、调速特性油量曲线调速率过大，容易导致电控发电机组在负载变化小时，频率控制不稳，而调速特性油量曲线调速率过小，容易导致电控发电机组在突卸时，频率超出限值；该技术会导致发电机组对于突加突卸的响应缓慢，有明显的滞后性且调节时间过长，无法满足更高的发电机组性能等级。

发明内容

针对现有技术中存在的上述弊端，本发明提供了一种电控发电机组突加突卸快速响应的控制方法及系统，可提高发电机组突加突卸的响应速度及调节速度，满足更高的发电机组性能等级。

作为本发明的第一个方面，提供一种电控发电机组突加突卸快速响应的控制方法，包括：

获取本次周期的发动机实际转速、上一周期的发动机实际转速、发动机目标转速、稳瞬态判断转速值以及上一周期油门开度；

根据所述本次周期的发动机实际转速和发动机目标转速计算得出发动机目标转速差，及根据所述本次周期的发动机实际转速和上一周期的发动机实际转速计算得出发动机转速变化差；

根据所述发动机目标转速差的绝对值和所述稳瞬态判断转速值，判断发动机运行状态；

根据所述发动机目标转速差、发动机转速变化差以及发动机运行状态计算得出油门增量；

根据所述上一周期油门开度和油门增量计算得出实际喷油量，以控制喷油器喷油量的输出；

利用所述喷油量的输出调节发动机的转速。

进一步地，所述根据所述本次周期的发动机实际转速和发动机目标转速计算得出发动机目标转速差，及根据所述本次周期的发动机实际转速和上一周期的发动机实际转速计算得出发动机转速变化差，包括：

将所述发动机目标转速减去所述本次周期的发动机实际转速的差值作为所述发动机目标转速差，及将所述上一周期的发动机实际转速减去所述本次周期的发动机实际转速的差值作为所述发动机转速变化差。

进一步地，所述根据所述发动机目标转速差的绝对值和所述稳瞬态判断转速值，判断发动机运行状态，包括：

获取标定的稳态判断维持时间，及根据所述发动机目标转速差的绝对值和所述稳瞬态判断转速值获取稳态判断保持时间；

当所述发动机目标转速差的绝对值大于所述稳瞬态判断转速值时，稳瞬态标志位置1，发动机处于瞬态工况；

当所述发动机目标转速差的绝对值小于等于所述稳瞬态判断转速值，并且所述稳态判断保持时间大于等于所述稳态判断维持时间时，稳瞬态标志位置0，发动机处于稳态工况；

其中，根据所述发动机目标转速查稳瞬态判断转速二维曲线得到所述稳瞬态判断转速值；

其中，当所述稳瞬态标志位置1，发动机处于瞬态工况，同时所述发动机目标转速差的绝对值开始小于等于所述稳瞬态判断转速值时，所述稳态判断保持时间开始计时并累加。

进一步地，所述根据所述发动机目标转速差、发动机转速变化差以及发动机运行状态计算得出油门增量，包括：

获取稳态比例系数、稳态微分系数、瞬态比例系数以及瞬态微分系数；

根据所述发动机目标转速差和所述稳态比例系数计算得出稳态油门比例项，根据所述发动机转速变化差和所述稳态微分系数计算得出稳态油门微分项，根据所述发动机目标转速差和所述瞬态比例系数计算得出瞬态油门比例项，根据所述发动机转速变化差和所述瞬态微分系数计算得出瞬态油门微分项；

根据所述稳态油门比例项和稳态油门微分项计算得出稳态油门增量，根据所述瞬态油门比例项和瞬态油门微分项计算得出瞬态油门增量；

当发动机处于稳态工况时，油门增量为所述稳态油门增量；

当发动机处于瞬态工况时，油门增量为所述瞬态油门增量。

进一步地，所述根据所述上一周期油门开度和油门增量计算得出实际喷油量，包括：

根据所述上一周期油门开度和所述油门增量计算得出本次周期油门开度；

根据所述本次周期油门开度查询调速特性油量曲线得出计算喷油量，及根据所述本次周期的发动机实际转速查询外特性限制喷油量曲线得到外特性限制喷油量；

选择所述计算喷油量和所述外特性限制喷油量中的较小值作为所述实际喷油量。

作为本发明的第二个方面，提供一种电控发电机组突加突卸快速响应的控制系统，包括：

获取模块，用于获取本次周期的发动机实际转速、上一周期的发动机实际转速、发动机目标转速、稳瞬态判断转速值以及上一周期油门开度；

转速计算模块，用于根据所述本次周期的发动机实际转速和发动机目标转速计算得出发动机目标转速差，及根据所述本次周期的发动机实际转速和上一周期的发动机实际转速计算得出发动机转速变化差；

稳瞬态判断模块，用于根据所述发动机目标转速差的绝对值和所述稳瞬态判断转速值，判断发动机运行状态；

油门增量计算模块，用于根据所述发动机目标转速差、发动机转速变化差以及发动机运行状态计算得出油门增量；

实际喷油量计算模块，用于根据所述上一周期油门开度和油门增量计算得出实际喷油量，以控制喷油器喷油量的输出；

调节模块，用于利用所述喷油量的输出调节发动机的转速。

进一步地，所述转速计算模块具体用于，将所述发动机目标转速减去所述本次周期的发动机实际转速的差值作为所述发动机目标转速差，及将所述上一周期的发动机实际转速减去所述本次周期的发动机实际转速的差值作为所述发动机转速变化差。

进一步地，所述稳瞬态判断模块具体用于，

获取标定的稳态判断维持时间，及根据所述发动机目标转速差的绝对值和所述稳瞬态判断转速值获取稳态判断保持时间；

当所述发动机目标转速差的绝对值大于所述稳瞬态判断转速值时，稳瞬态标志位置1，发动机处于瞬态工况；

当所述发动机目标转速差的绝对值小于等于所述稳瞬态判断转速值，并且所述稳态判断保持时间大于等于所述稳态判断维持时间时，稳瞬态标志位置0，发动机处于稳态工况；

其中，根据所述发动机目标转速查稳瞬态判断转速二维曲线得到所述稳瞬态判断转速值；

其中，当所述稳瞬态标志位置1，发动机处于瞬态工况，同时所述发动机目标转速差的绝对值开始小于等于所述稳瞬态判断转速值时，所述稳态判断保持时间开始计时并累加。

进一步地，所述油门增量计算模块具体用于，

获取稳态比例系数、稳态微分系数、瞬态比例系数以及瞬态微分系数；

根据所述发动机目标转速差和所述稳态比例系数计算得出稳态油门比例项，根据所述发动机转速变化差和所述稳态微分系数计算得出稳态油门微分项，根据所述发动机目标转速差和所述瞬态比例系数计算得出瞬态油门比例项，根据所述发动机转速变化差和所述瞬态微分系数计算得出瞬态油门微分项；

根据所述稳态油门比例项和稳态油门微分项计算得出稳态油门增量，根据所述瞬态油门比例项和瞬态油门微分项计算得出瞬态油门增量；

当发动机处于稳态工况时，油门增量为所述稳态油门增量；

当发动机处于瞬态工况时，油门增量为所述瞬态油门增量。

进一步地，所述实际喷油量计算模块具体用于，

根据所述上一周期油门开度和所述油门增量计算得出本次周期油门开度；

根据所述本次周期油门开度查询调速特性油量曲线得出计算喷油量，及根据所述本次周期的发动机实际转速查询外特性限制喷油量曲线得到外特性限制喷油量；

选择所述计算喷油量和所述外特性限制喷油量中的较小值作为所述实际喷油量。

本发明提供的电控发电机组突加突卸快速响应的控制方法及系统具有以下优点：将发动机状态区分稳瞬态工况，稳态时微调，瞬态时加大调节，减少恢复时间，避免超调现象；将油门增量进行特有的计算，取消积分反馈，提高系统控制的响应速度；将外特性限制喷油量和调速特性油量分开，使油量计算及控制逻辑更合理；所有计算周期均为10ms，可更快速调节发动机以达到目标工况，满足更高的发电机组性能等级。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。

图1为本发明电控发电机组突加突卸快速响应的控制方法的流程图。

图2为本发明电控发电机组突加突卸快速响应的控制系统的结构框图。

图3为本发明转速计算模块计算发动机目标转速差和发动机转速变化差的的过程示意图。

图4为本发明稳瞬态判断模块判断发动机运行状态的过程示意图。

图5为本发明油门增量计算模块计算油门增量的过程示意图。

图6为本发明实际喷油量计算模块计算实际喷油量的过程示意图。

图7为本发明调速特性油量曲线和外特性限制喷油量曲线示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的电控发电机组突加突卸快速响应的控制方法及系统其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。显然，所描述的实施例为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

在本实施例中提供了一种电控发电机组突加突卸快速响应的控制方法，如图1所示，电控发电机组突加突卸快速响应的控制方法包括：

步骤S110：获取本次周期的发动机实际转速、上一周期的发动机实际转速、发动机目标转速、稳瞬态判断转速值以及上一周期油门开度；

步骤S120：根据所述本次周期的发动机实际转速和发动机目标转速计算得出发动机目标转速差，及根据所述本次周期的发动机实际转速和上一周期的发动机实际转速计算得出发动机转速变化差；

步骤S130：根据所述发动机目标转速差的绝对值和所述稳瞬态判断转速值，判断发动机运行状态；

步骤S140：根据所述发动机目标转速差、发动机转速变化差以及发动机运行状态计算得出油门增量；

步骤S150：根据所述上一周期油门开度和油门增量计算得出实际喷油量，以控制喷油器喷油量的输出；

步骤S160：利用所述喷油量的输出调节发动机的转速。

具体地，预设电控发电机组运行在额定转速（同发动机目标转速N2）工况，此时电控单元ECU实时监测发动机实际转速N1，当电控发电机组负载出现变化，导致发动机实际转速N1与发动机目标转速N2出现偏差时：

1）当电控发电机组负载变化很小或基本不变，发动机目标转速差的绝对值|△N1|≤稳瞬态判断转速值N4时，稳瞬态标志位置0，发动机依然处于稳态工况；

根据发动机目标转速差△N1查稳态油门比例系数二维曲线得到稳态比例系数KP1，根据发动机转速变化差△N2查稳态油门微分系数二维曲线得到稳态微分系数KD1，稳态比例系数KP1和稳态微分系数KD1均为大量实验得出，且数值相对较小；根据发动机目标转速差△N1与稳态比例系数KP1的乘积得到稳态油门比例项△P1；根据发动机转速变化差△N2与稳态微分系数KD1的乘积得到稳态油门微分项△D1；根据稳态油门比例项△P1与稳态油门微分项△D1和得到稳态油门增量△Ped1；为防止油门调节过快导致转速波动大，对稳态油门增量△Ped1进行步长限制后再输出给油门增量△Ped3，稳态油门增量△Ped1最大值不能超过稳态油门步长最大值，最小值不能小于稳态油门步长最小值；根据上一周期油门开度Ped1与油门增量△Ped3的和得到本次周期油门开度Ped2；

根据本次周期油门开度Ped2查调速特性油量曲线得到计算喷油量Q1，根据发动机实际转速N1查外特性限制喷油量曲线得到外特性限制喷油量Q2，比较计算喷油量Q1和外特性限制喷油量Q2，将较小值赋值给实际喷油量Q3，从而控制喷油器执行动作，达到调节发动机实际转速N1的目的；

2）当电控发电机组负载变化很大（突加突卸）时，发动机目标转速差的绝对值|△N1|＞稳瞬态判断转速值N4时，稳瞬态标志位置1，发动机处于瞬态工况；

根据发动机目标转速差△N1查瞬态油门比例系数二维曲线得到瞬态比例系数KP2，根据发动机转速变化差△N2查瞬态油门微分系数二维曲线得到瞬态微分系数KD2，瞬态比例系数KP2和瞬态微分系数KD2均为大量实验得出，且数值相对较大；根据发动机目标转速差△N1与瞬态比例系数KP2的乘积得到瞬态油门比例项△P2；根据发动机转速变化差△N2与瞬态微分系数KD2的乘积得到瞬态油门微分项△D2；根据瞬态油门比例项△P2与瞬态油门微分项△D2和得到瞬态油门增量△Ped2；为防止油门调节过快导致转速波动大，对瞬态油门增量△Ped2进行步长限制后再输出给油门增量△Ped3，瞬态油门增量△Ped2最大值不能超过瞬态油门步长最大值，最小值不能小于瞬态油门步长最小值；根据上一周期油门开度Ped1与油门增量△Ped3的和得到本次周期油门开度Ped2；

根据本次周期油门开度Ped2查调速特性油量曲线得到计算喷油量Q1，根据发动机实际转速N1查外特性限制喷油量曲线得到外特性限制喷油量Q2，比较计算喷油量Q1和外特性限制喷油量Q2，将较小值赋值给实际喷油量Q3，从而控制喷油器执行动作，达到调节发动机实际转速N1的目的。

3）以上所有计算周期均为10ms，计算周期越小，响应越迅速。

优选地，如图3所示，所述根据所述本次周期的发动机实际转速N1和发动机目标转速N2计算得出发动机目标转速差△N1，及根据所述本次周期的发动机实际转速N1和上一周期的发动机实际转速N3计算得出发动机转速变化差△N2，包括：

将所述发动机目标转速N2减去所述本次周期的发动机实际转速N1的差值作为所述发动机目标转速差△N1，及将所述上一周期的发动机实际转速N3减去所述本次周期的发动机实际转速N1的差值作为所述发动机转速变化差△N2。

具体地，本次周期的发动机实际转速N1为电控单元ECU 实时监测值，发动机目标转速N2为发动机额定转速，该值为标定值可标定。

优选地，如图4所示，所述根据所述发动机目标转速差的绝对值和所述稳瞬态判断转速值，判断发动机运行状态，包括：

获取标定的稳态判断维持时间T2，及根据所述发动机目标转速差的绝对值 |△N1|和所述稳瞬态判断转速值N4获取稳态判断保持时间T1；

当所述发动机目标转速差的绝对值|△N1|大于所述稳瞬态判断转速值N4时，稳瞬态标志位置1，发动机处于瞬态工况；

当所述发动机目标转速差的绝对值|△N1|小于等于所述稳瞬态判断转速值N4，并且所述稳态判断保持时间T1大于等于所述稳态判断维持时间T2时，稳瞬态标志位置0，发动机处于稳态工况；

其中，根据所述发动机目标转速N2查稳瞬态判断转速二维曲线得到所述稳瞬态判断转速值N4；

其中，当所述稳瞬态标志位置1，发动机处于瞬态工况，同时所述发动机目标转速差的绝对值|△N1|开始小于等于所述稳瞬态判断转速值N4时，所述稳态判断保持时间T1开始计时并累加，其余状态稳态判断保持时间T1置0；

其中，稳态判断维持时间T2为标定值可标定。

优选地，如图5所示，所述根据所述发动机目标转速差、发动机转速变化差以及发动机运行状态计算得出油门增量，包括：

获取稳态比例系数KP1、稳态微分系数KD1、瞬态比例系数KP2以及瞬态微分系数KD2；

根据所述发动机目标转速差△N1和所述稳态比例系数KP1计算得出稳态油门比例项△P1，根据所述发动机转速变化差△N2和所述稳态微分系数KD1计算得出稳态油门微分项△D1，根据所述发动机目标转速差△N1和所述瞬态比例系数KP2计算得出瞬态油门比例项△P2，根据所述发动机转速变化差△N2和所述瞬态微分系数KD2计算得出瞬态油门微分项△D2；

根据所述稳态油门比例项△P1和稳态油门微分项△D1计算得出稳态油门增量△Ped1，根据所述瞬态油门比例项△P2和瞬态油门微分项△D2计算得出瞬态油门增量△Ped2；

当发动机处于稳态工况时，油门增量△Ped3为所述稳态油门增量△Ped1；

当发动机处于瞬态工况时，油门增量△Ped3为所述瞬态油门增量△Ped2。

具体地，稳态油门增量△Ped1=稳态油门比例项△P1+稳态油门微分△D1，为防止油门调节过快导致转速波动大，需对稳态油门增量△Ped1进行步长限制后再输出，稳态油门增量△Ped1最大值不能超过稳态油门步长最大值，最小值不能小于稳态油门步长最小值，稳态油门步长最大值和稳态油门步长最小值均为标定值可标定；其中，稳态油门比例项△P1=发动机目标转速差△N1×稳态比例系数KP1，稳态油门微分项△D1=发动机转速变化差△N2×稳态微分系数KD1；其中，稳态比例系数KP1根据发动机目标转速差△N1查稳态油门比例系数二维曲线得到，稳态微分系数KD1根据发动机转速变化差△N2查稳态油门微分系数二维曲线得到；

具体地，瞬态油门增量△Ped2=瞬态油门比例项△P2+瞬态油门微分△D2；为防止油门调节过快导致转速波动大，需对瞬态油门增量△Ped2进行步长限制后再输出，瞬态油门增量△Ped2最大值不能超过瞬态油门步长最大值，最小值不能小于瞬态油门步长最小值，瞬态油门步长最大值和瞬态油门步长最小值均为标定值可标定；其中，瞬态油门比例项△P2=发动机目标转速差△N1×瞬态比例系数KP2；瞬态油门微分项△D2=发动机转速变化差△N2×瞬态微分系数KD2；其中，瞬态比例系数KP2根据发动机目标转速差△N1查瞬态油门比例系数二维曲线得到，瞬态微分系数KD2根据发动机转速变化差△N2查瞬态油门微分系数二维曲线得到。

优选地，如图6所示，所述根据所述上一周期油门开度和油门增量计算得出实际喷油量，包括：

根据所述上一周期油门开度Ped1和所述油门增量△Ped3计算得出本次周期油门开度Ped2；

根据所述本次周期油门开度Ped2查询调速特性油量曲线得出计算喷油量Q1，及根据所述本次周期的发动机实际转速N1查询外特性限制喷油量曲线得到外特性限制喷油量Q2；

选择所述计算喷油量Q1和所述外特性限制喷油量Q2中的较小值作为所述实际喷油量Q3。

具体地，本次周期油门开度Ped2=上一周期油门开度Ped1+油门增量△Ped3，其中，本次周期油门开度Ped2最大值不能超过100%，上一周期油门开度Ped1的初始值为标定值可标定。

需要说明的是，如图7所示，调速特性油量曲线和外特性限制喷油量曲线的特征如下：

1.Q4为电控发电机组在发动机目标转速N2额定功率时的实际喷油量，经试验得出，Q5为发动机目标转速N2在调速特性油量曲线对应的油量；其中Q5＞Q4；

2.计算喷油量Q1=本次周期油门开度Ped2×Q5，当电控发电机组突加负载时，如计算喷油量Q1≤Q4，则实际喷油量Q3=计算喷油量Q1；如计算喷油量Q1＞Q4，则实际喷油量Q3=Q4；如此，除电控发电机组突卸负载，其余时刻实际喷油量Q3=计算喷油量Q1；

3.N5是外特性限制喷油量曲线油量为0时对应的转速；N6是调速特性油量曲线油量为0时对应的转速；其中，N6＞N5；如此，调速特性油量曲线油量调速率＞外特性限制喷油量曲线油量调速率；而除电控发电机组突卸负载，其余时刻实际喷油量Q3=计算喷油量Q1，调速率较大，既不影响突加负载且有利于发动机稳定控制；而当电控发电机组突卸负载时，发动机实际转速N1上升，此时实际喷油量Q3=外特性限制喷油量Q2，调速率较小，提高实际喷油量Q3变化速度，从而提高响应速度。

作为本发明的另一实施例，如图2所示，提供一种电控发电机组突加突卸快速响应的控制系统，包括：

获取模块，用于获取本次周期的发动机实际转速、上一周期的发动机实际转速、发动机目标转速N2、稳瞬态判断转速值以及上一周期油门开度；

转速计算模块101，用于根据所述本次周期的发动机实际转速和发动机目标转速N2计算得出发动机目标转速差，及根据所述本次周期的发动机实际转速和上一周期的发动机实际转速计算得出发动机转速变化差；

稳瞬态判断模块102，用于根据所述发动机目标转速差的绝对值和所述稳瞬态判断转速值，判断发动机运行状态；

油门增量计算模块103，用于根据所述发动机目标转速差、发动机转速变化差以及发动机运行状态计算得出油门增量；

实际喷油量计算模块104，用于根据所述上一周期油门开度和油门增量计算得出实际喷油量，以控制喷油器喷油量的输出；

调节模块，用于利用所述喷油量的输出调节发动机的转速。

需要说明的是，为提高发电机组突加突卸的响应速度, 转速计算模块101、稳瞬态判断模块102、油门增量计算模块103和实际喷油量计算模块104的计算周期均为10ms。

优选地，所述转速计算模块具体用于，将所述发动机目标转速N2减去所述本次周期的发动机实际转速的差值作为所述发动机目标转速差，及将所述上一周期的发动机实际转速减去所述本次周期的发动机实际转速的差值作为所述发动机转速变化差。

优选地，所述稳瞬态判断模块具体用于，

获取标定的稳态判断维持时间T2，及根据所述发动机目标转速差的绝对值和所述稳瞬态判断转速值获取稳态判断保持时间T1；

当所述发动机目标转速差的绝对值大于所述稳瞬态判断转速值时，稳瞬态标志位置1，发动机处于瞬态工况；

当所述发动机目标转速差的绝对值小于等于所述稳瞬态判断转速值，并且所述稳态判断保持时间T1大于等于所述稳态判断维持时间T2时，稳瞬态标志位置0，发动机处于稳态工况；

其中，根据所述发动机目标转速N2查稳瞬态判断转速二维曲线得到所述稳瞬态判断转速值；

其中，当所述稳瞬态标志位置1，发动机处于瞬态工况，同时所述发动机目标转速差的绝对值开始小于等于所述稳瞬态判断转速值时，所述稳态判断保持时间T1开始计时并累加，其余状态稳态判断保持时间T1置0；

其中，稳态判断维持时间T2为标定值可标定。

优选地，所述油门增量计算模块具体用于，

获取稳态比例系数KP1、稳态微分系数KD1、瞬态比例系数KP2以及瞬态微分系数KD2；

根据所述发动机目标转速差和所述稳态比例系数KP1计算得出稳态油门比例项，根据所述发动机转速变化差和所述稳态微分系数KD1计算得出稳态油门微分项，根据所述发动机目标转速差和所述瞬态比例系数KP2计算得出瞬态油门比例项，根据所述发动机转速变化差和所述瞬态微分系数KD2计算得出瞬态油门微分项；

根据所述稳态油门比例项和稳态油门微分项计算得出稳态油门增量，根据所述瞬态油门比例项和瞬态油门微分项计算得出瞬态油门增量；

当发动机处于稳态工况时，油门增量为所述稳态油门增量；

当发动机处于瞬态工况时，油门增量为所述瞬态油门增量。

具体地，稳态油门增量△Ped1=稳态油门比例项△P1+稳态油门微分△D1，为防止油门调节过快导致转速波动大，需对稳态油门增量△Ped1进行步长限制后再输出，稳态油门增量△Ped1最大值不能超过稳态油门步长最大值，最小值不能小于稳态油门步长最小值，稳态油门步长最大值和稳态油门步长最小值均为标定值可标定；其中，稳态油门比例项△P1=发动机目标转速差△N1×稳态比例系数KP1，稳态油门微分项△D1=发动机转速变化差△N2×稳态微分系数KD1；其中，稳态比例系数KP1根据发动机目标转速差△N1查稳态油门比例系数二维曲线得到，稳态微分系数KD1根据发动机转速变化差△N2查稳态油门微分系数二维曲线得到；

具体地，瞬态油门增量△Ped2=瞬态油门比例项△P2+瞬态油门微分△D2；为防止油门调节过快导致转速波动大，需对瞬态油门增量△Ped2进行步长限制后再输出，瞬态油门增量△Ped2最大值不能超过瞬态油门步长最大值，最小值不能小于瞬态油门步长最小值，瞬态油门步长最大值和瞬态油门步长最小值均为标定值可标定；其中，瞬态油门比例项△P2=发动机目标转速差△N1×瞬态比例系数KP2；瞬态油门微分项△D2=发动机转速变化差△N2×瞬态微分系数KD2；其中，瞬态比例系数KP2根据发动机目标转速差△N1查瞬态油门比例系数二维曲线得到，瞬态微分系数KD2根据发动机转速变化差△N2查瞬态油门微分系数二维曲线得到。

优选地，所述实际喷油量计算模块具体用于，

根据所述上一周期油门开度和所述油门增量计算得出本次周期油门开度；

根据所述本次周期油门开度查询调速特性油量曲线得出计算喷油量，及根据所述本次周期的发动机实际转速查询外特性限制喷油量曲线得到外特性限制喷油量；

选择所述计算喷油量和所述外特性限制喷油量中的较小值作为所述实际喷油量。

具体地，本次周期油门开度Ped2=上一周期油门开度Ped1+油门增量△Ped3，其中，本次周期油门开度Ped2最大值不能超过100%，上一周期油门开度Ped1的初始值为标定值可标定。

本发明提供的电控发电机组突加突卸快速响应的控制方法及系统，将发动机状态区分稳瞬态工况，稳态时微调，瞬态时加大调节，减少恢复时间，避免超调现象；将油门增量进行特有的计算，取消积分反馈，提高系统控制的响应速度；将外特性限制喷油量和调速特性油量分开，使油量计算及控制逻辑更合理；所有计算周期均为10ms，可更快速调节发动机以达到目标工况，满足更高的发电机组性能等级。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种电控发电机组突加突卸快速响应的控制方法，其特征在于，包括：

获取本次周期的发动机实际转速、上一周期的发动机实际转速、发动机目标转速、稳瞬态判断转速值以及上一周期油门开度；

根据所述本次周期的发动机实际转速和发动机目标转速计算得出发动机目标转速差，及根据所述本次周期的发动机实际转速和上一周期的发动机实际转速计算得出发动机转速变化差；

根据所述发动机目标转速差的绝对值和所述稳瞬态判断转速值，判断发动机运行状态；

根据所述发动机目标转速差、发动机转速变化差以及发动机运行状态计算得出油门增量；

根据所述上一周期油门开度和油门增量计算得出实际喷油量，以控制喷油器喷油量的输出；

利用所述喷油量的输出调节发动机的转速。

2.根据权利要求1所述的电控发电机组突加突卸快速响应的控制方法，其特征在于，所述根据所述本次周期的发动机实际转速和发动机目标转速计算得出发动机目标转速差，及根据所述本次周期的发动机实际转速和上一周期的发动机实际转速计算得出发动机转速变化差，包括：

将所述发动机目标转速减去所述本次周期的发动机实际转速的差值作为所述发动机目标转速差，及将所述上一周期的发动机实际转速减去所述本次周期的发动机实际转速的差值作为所述发动机转速变化差。

3.根据权利要求1所述的电控发电机组突加突卸快速响应的控制方法，其特征在于，所述根据所述发动机目标转速差的绝对值和所述稳瞬态判断转速值，判断发动机运行状态，包括：

获取标定的稳态判断维持时间，及根据所述发动机目标转速差的绝对值和所述稳瞬态判断转速值获取稳态判断保持时间；

当所述发动机目标转速差的绝对值大于所述稳瞬态判断转速值时，稳瞬态标志位置1，发动机处于瞬态工况；

当所述发动机目标转速差的绝对值小于等于所述稳瞬态判断转速值，并且所述稳态判断保持时间大于等于所述稳态判断维持时间时，稳瞬态标志位置0，发动机处于稳态工况；

其中，根据所述发动机目标转速查稳瞬态判断转速二维曲线得到所述稳瞬态判断转速值；

其中，当所述稳瞬态标志位置1，发动机处于瞬态工况，同时所述发动机目标转速差的绝对值开始小于等于所述稳瞬态判断转速值时，所述稳态判断保持时间开始计时并累加。

4.根据权利要求1所述的电控发电机组突加突卸快速响应的控制方法，其特征在于，所述根据所述发动机目标转速差、发动机转速变化差以及发动机运行状态计算得出油门增量，包括：

获取稳态比例系数、稳态微分系数、瞬态比例系数以及瞬态微分系数；

根据所述发动机目标转速差和所述稳态比例系数计算得出稳态油门比例项，根据所述发动机转速变化差和所述稳态微分系数计算得出稳态油门微分项，根据所述发动机目标转速差和所述瞬态比例系数计算得出瞬态油门比例项，根据所述发动机转速变化差和所述瞬态微分系数计算得出瞬态油门微分项；

根据所述稳态油门比例项和稳态油门微分项计算得出稳态油门增量，根据所述瞬态油门比例项和瞬态油门微分项计算得出瞬态油门增量；

当发动机处于稳态工况时，油门增量为所述稳态油门增量；

当发动机处于瞬态工况时，油门增量为所述瞬态油门增量。

5.根据权利要求1所述的电控发电机组突加突卸快速响应的控制方法，其特征在于，所述根据所述上一周期油门开度和油门增量计算得出实际喷油量，包括：

根据所述上一周期油门开度和所述油门增量计算得出本次周期油门开度；

根据所述本次周期油门开度查询调速特性油量曲线得出计算喷油量，及根据所述本次周期的发动机实际转速查询外特性限制喷油量曲线得到外特性限制喷油量；

选择所述计算喷油量和所述外特性限制喷油量中的较小值作为所述实际喷油量。

6.一种电控发电机组突加突卸快速响应的控制系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取本次周期的发动机实际转速、上一周期的发动机实际转速、发动机目标转速、稳瞬态判断转速值以及上一周期油门开度；

转速计算模块，用于根据所述本次周期的发动机实际转速和发动机目标转速计算得出发动机目标转速差，及根据所述本次周期的发动机实际转速和上一周期的发动机实际转速计算得出发动机转速变化差；

稳瞬态判断模块，用于根据所述发动机目标转速差的绝对值和所述稳瞬态判断转速值，判断发动机运行状态；

油门增量计算模块，用于根据所述发动机目标转速差、发动机转速变化差以及发动机运行状态计算得出油门增量；

实际喷油量计算模块，用于根据所述上一周期油门开度和油门增量计算得出实际喷油量，以控制喷油器喷油量的输出；

调节模块，用于利用所述喷油量的输出调节发动机的转速。

7.根据权利要求6所述的电控发电机组突加突卸快速响应的控制系统，其特征在于，所述转速计算模块具体用于，将所述发动机目标转速减去所述本次周期的发动机实际转速的差值作为所述发动机目标转速差，及将所述上一周期的发动机实际转速减去所述本次周期的发动机实际转速的差值作为所述发动机转速变化差。

8.根据权利要求6所述的电控发电机组突加突卸快速响应的控制系统，其特征在于，所述稳瞬态判断模块具体用于，

获取标定的稳态判断维持时间，及根据所述发动机目标转速差的绝对值和所述稳瞬态判断转速值获取稳态判断保持时间；

当所述发动机目标转速差的绝对值大于所述稳瞬态判断转速值时，稳瞬态标志位置1，发动机处于瞬态工况；

当所述发动机目标转速差的绝对值小于等于所述稳瞬态判断转速值，并且所述稳态判断保持时间大于等于所述稳态判断维持时间时，稳瞬态标志位置0，发动机处于稳态工况；

其中，根据所述发动机目标转速查稳瞬态判断转速二维曲线得到所述稳瞬态判断转速值；

其中，当所述稳瞬态标志位置1，发动机处于瞬态工况，同时所述发动机目标转速差的绝对值开始小于等于所述稳瞬态判断转速值时，所述稳态判断保持时间开始计时并累加。

9.根据权利要求6所述的电控发电机组突加突卸快速响应的控制系统，其特征在于，所述油门增量计算模块具体用于，

获取稳态比例系数、稳态微分系数、瞬态比例系数以及瞬态微分系数；

根据所述发动机目标转速差和所述稳态比例系数计算得出稳态油门比例项，根据所述发动机转速变化差和所述稳态微分系数计算得出稳态油门微分项，根据所述发动机目标转速差和所述瞬态比例系数计算得出瞬态油门比例项，根据所述发动机转速变化差和所述瞬态微分系数计算得出瞬态油门微分项；

根据所述稳态油门比例项和稳态油门微分项计算得出稳态油门增量，根据所述瞬态油门比例项和瞬态油门微分项计算得出瞬态油门增量；

当发动机处于稳态工况时，油门增量为所述稳态油门增量；

当发动机处于瞬态工况时，油门增量为所述瞬态油门增量。

10.根据权利要求6所述的电控发电机组突加突卸快速响应的控制系统，其特征在于，所述实际喷油量计算模块具体用于，

根据所述上一周期油门开度和所述油门增量计算得出本次周期油门开度；

根据所述本次周期油门开度查询调速特性油量曲线得出计算喷油量，及根据所述本次周期的发动机实际转速查询外特性限制喷油量曲线得到外特性限制喷油量；

选择所述计算喷油量和所述外特性限制喷油量中的较小值作为所述实际喷油量。

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