Разработка контроллера управления для ДГУ

Десятов Михаил Александрович

Разработка контроллера управления для ДГУ

Авторы: Десятов М.А.¹
Учреждения:
1. Самарский государственный технический университет
Выпуск: Том 1 (2025)
Страницы: 347-348
Раздел: ЧАСТЬ I. Информационно-измерительная техника и технология
Статья получена: 10.05.2025
Статья одобрена: 30.05.2025
Статья опубликована: 02.11.2025
URL: https://consilium.orscience.ru/osnk-sr2025/article/view/679485
ID: 679485

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Полный текст
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Обоснование. В настоящее время 90 % рынка контроллеров управления дизель-генераторной установкой (ДГУ) занимают продукты импортного производства, в большинстве своем из недружественных стран. Одна из проблем при эксплуатации ДГУ — низкая приемистость двигателя, выражающаяся в невозможности его работы при резком увеличении нагрузки. В связи с этим потребителям приходится использовать установки большей мощности, что вносит дополнительные экономические затраты (увеличение стоимости порядка 20 %, затраты на ГСМ) и повышенный износ двигателя [1].

Цель — разработка специализированного контроллера управления для дизель-генераторной установки, позволяющего обеспечить необходимую корректировку параметров и увеличить приемистость двигателя установки.

Методы. Для решения поставленной задачи были использованы метод измерения параметров нагрузки по мгновенным значениям [2], а также ПИД-регулятор, использующий нечеткую логику.

Результаты. Разработан прототип контроллера, способный обеспечить работу ДГУ при значительной перегрузке. Структурная схема приведена на рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема контроллера

Измерения СКЗ по каждой фазе А, В, С осуществляются синхронно в произвольные промежутки времени, используя активные фазовращатели для получения двух дополнительных значений напряжения U₂, U₃ и одного тока I₂. Результирующие значения СКЗ тока и напряжения вычисляются по следующим формулам:

$U = |U_{1}| \sqrt{2 [(U_{1}^{2} - U_{2} U_{3}) / (4 U_{1}^{2} - {(U_{2} + U_{3})}^{2}]}$ (1)

$I = \sqrt{2 \{U_{1} [U_{1} (I_{2}^{2} + I_{2}^{2}) - I_{2} I_{1} (U_{2} + U_{3})] / (4 U_{1}^{2} - {(U_{2} + U_{3})}^{2})\}}$ (2)

$P = U_{1} [U_{1} I_{2} (U_{2} - U_{3}) - I_{1} (U_{2}^{2} - 2 U_{1}^{2} + U_{2} U_{3})] / {(4 U_{1}^{2} - {(U_{2} + U_{3})}^{2})}^{'}$ (3)

$Q = U_{1} (U_{2} I_{2} - U_{1} I_{2}) / \sqrt{4 U_{1}^{2} - {(U_{2} + U_{3})}^{2}}$ . (4)

Для управления ДГУ был применен ПИД-регулятор на основе нечеткой логики. Отладка модели регулятора с генерацией управляющего кода выполнялась в среде динамического моделирования SimInTech. Модель регулятора приведена на рис. 2.

Рис. 2. Структура ПИД-регулятора, использующего нечеткую логику

Выводы. В ходе работы был разработан опытный образец контроллера. Первичные тесты показали перспективность дальнейшей разработки, определены этапы доработки. Полный текст статьи был опубликован в сборнике статей «Механизация и автоматизация строительства».

Ключевые слова

дизель-генераторная установка, микроконтроллер, измерение быстропротекающих сигналов, нечеткий регулятор

Полный текст

Рис. 1. Структурная схема контроллера

$U = |U_{1}| \sqrt{2 [(U_{1}^{2} - U_{2} U_{3}) / (4 U_{1}^{2} - {(U_{2} + U_{3})}^{2}]}$ (1)

$I = \sqrt{2 \{U_{1} [U_{1} (I_{2}^{2} + I_{2}^{2}) - I_{2} I_{1} (U_{2} + U_{3})] / (4 U_{1}^{2} - {(U_{2} + U_{3})}^{2})\}}$ (2)

$P = U_{1} [U_{1} I_{2} (U_{2} - U_{3}) - I_{1} (U_{2}^{2} - 2 U_{1}^{2} + U_{2} U_{3})] / {(4 U_{1}^{2} - {(U_{2} + U_{3})}^{2})}^{'}$ (3)

$Q = U_{1} (U_{2} I_{2} - U_{1} I_{2}) / \sqrt{4 U_{1}^{2} - {(U_{2} + U_{3})}^{2}}$ . (4)

Рис. 2. Структура ПИД-регулятора, использующего нечеткую логику

Об авторах

Михаил Александрович Десятов

Самарский государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: desyatovma10@gmail.com

студент, группа 4-ИАИТ-105, институт автоматики и информационных технологий, кафедра информационно-измерительной техники

Россия, Самара

Список литературы

Охотников Б.Л. Эксплуатация двигателей внутреннего сгорания. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2014. 19 с. EDN: ZHEBCP
Мелентьев В.С. Совершенствование методов измерений параметров гармонических сигналов по мгновенным значениям, разделенным в пространстве // Измерительная техника. 2017. № 1. С. 16–18. EDN: XRYWBH