高慧中, 路 骏, 2, 马小录



基于增量式PID算法的气体流量控制方法

高慧中1, 路 骏1, 2, 马小录1

(1. 中国船舶重工集团公司 第705研究所, 陕西 西安, 710077; 2. 西北工业大学 航海学院, 陕西 西安, 710072)

气体流量控制回路因其动态特性复杂、响应速度受限等现象给控制器的设计带来了挑战。文中在分析鱼雷气体燃料动力系统动态流量控制特性的基础上, 使用增量式比例-积分-微分(PID)算法来实现气体流量的动态控制, 给出了控制系统动态特性的数学描述。在气体流量自适应控制器的设计阶段, 首先在Ziegler-Nichol初始化基础上, 试凑出一组具有良好控制效果的PID参数, 并通过阶跃试验确认了该控制器的性能。仿真试验证明了该控制器在动态环境下的自适应能力。

鱼雷动力系统; 气体流量控制; 增量式比例-积分-微分(PID)算法; 自适应

0 引言

氢、氧燃烧后无污染, 便于构成高效能、无排放的闭式循环, 其高效绿色的特点日益受到各方重视。氢氧能源作为重点发展的清洁高效能源, 该领域研究已被我国能源产业重点扶持。由于粗糙的人工调节已无法在动态过程中满足燃烧系统的高燃烧率、高热值需求, 在组织氢、氧燃烧的过程中, 如何在兼顾效率与热值的同时, 有效协调2种燃料流量是决定燃烧效果的关键[1]。

基于自动控制原理提出的比例-积分-微分(proportional integrative derivative, PID)控制自问世至今的半个多世纪里, 以其控制结构简单, 易于操作调整, 良好的鲁棒性等优点在冶金、机械、热加工等多个领域得到了广泛应用。……