[发明专利]一种柴油机含凸轮轴的轴系复合振动与调控耦合建模分析系统及其分析方法

摘要

本发明公开了一种柴油机含凸轮轴的轴系复合振动与调控耦合建模分析系统及其分析方法。包括PID控制器、执行器、瞬时喷油量模块、气缸压力模块、负载载荷、传动装置弹性轴系模块；执行器受控制参数调节输出控制电流，决定齿条拉杆位移，齿条拉杆位移量决定瞬时喷油量模块输出的喷油量，喷油量由气缸压力模块换算为汽缸压力输出给传动装置弹性轴系模块；传动装置弹性轴系模块的输入包括气缸压力和负载载荷，输出的各惯量瞬时转速响应中包含轴系复合振动特性，取凸轮轴惯量的瞬时转速响应作为反馈信号，与目标转速的差值输入PID控制器，构成闭环控制系统。本发明成功对PID控制参数进行预测，避免耦合振荡故障发生，保证实船运行的稳定性。

主权项

1.一种柴油机含凸轮轴的轴系复合振动与调控耦合建模分析系统，其特征在于：包括PID控制器、执行器、瞬时喷油量模块、气缸压力模块、负载载荷、传动装置弹性轴系模块；PID控制器通过内部设置P、I、D三个控制参数；执行器、瞬时喷油量模块和气缸压力模块分别根据柴油机试验数据所得的三条特性曲线即执行器电流与齿条拉杆位移关系曲线、齿条拉杆位移与喷油量关系曲线、喷油量与气缸压力关系曲线进行拟合，执行器受控制参数调节输出控制电流，决定齿条拉杆位移，齿条拉杆位移量决定瞬时喷油量模块输出的喷油量，喷油量由气缸压力模块换算为汽缸压力输出给传动装置弹性轴系模块；传动装置弹性轴系模块是将柴油机从曲轴到负载、正时齿轮系、凸轮轴的完整传动系统简化为由转动惯量和弹性轴段组成的，具有扭转、回转、纵向振动复合振动特性的弹性系统模型，传动装置弹性轴系模块的输入包括气缸压力和负载载荷，输出的转动惯量瞬时转速响应中包含轴系复合振动特性，取凸轮轴转动惯量的瞬时转速响应作为反馈信号，与目标转速的差值输入PID控制器，构成闭环控制系统。