一种基于自适应控制的燃油脱水脱氧设备控制方法与流程

技术特征：

1.一种基于自适应控制的燃油脱水脱氧设备控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、对装置上电，并进行上电自检；

步骤2、在人机交互界面输入预设的进气流量值与油气比值；

步骤3、气体流量检测电路对进气流量进行检测，并将进气流量信号发送至DSP处理器中，DSP处理器对进气流量信号进行判断；

步骤4、液体流量检测电路对进油流量进行检测，并将液体流量信号发送至DSP处理器中，DSP处理器对进油流量信号进行判断；

步骤5、进气流量与预设的进气流量值进行比较，若实际的进气流量值未达到进气流量的预设值，则计算两者的比较差值；

步骤6、采用自适应PID控制算法对步骤5中的比较差值进行计算，获得PWM信号占空比，DSP处理器将产生的PWM信号送至驱动单元；

步骤7、驱动单元发送PWM信号控制整流桥中IGBT的导通，从而控制电动球阀的开距，调整进气流量；

步骤8、采用PI控制算法对步骤7中得到的进气流量进行结算，获得进油流量的输入值；

步骤9、实际检测的进油流量与进油流量输入值进行比较，计算两者的比较差值；

步骤10、采用自适应PID控制算法对步骤9中的比较差值进行计算，获得PWM信号占空比，DSP处理器将产生的PWM信号送至驱动单元；

步骤11、驱动单元发送PWM信号控制三相逆变电路中IGBT的导通，从而控制进油泵电机的转速，调整进油流量。

2.如权利要求1所述的一种基于自适应控制的燃油脱水脱氧设备控制方法，其特征在与：所述步骤6中PID控制器设计步骤如下：

采用增量式PID控制算法，以获得最佳的动态效果，PID控制器输出参数为PWM控制信号的占空比，PID控制器输入参数为气体检测电路的进气流量值，其计算公式如下：

x₁(k)＝x₁(k-1)+K_PV[e(k)-e(k-1)]+SK_IVT_Ie(k) (1)

式中，x₁(k)为PID调节器的调节输出；e_I(k)为第k次进气流量偏差；K_PV为进气流量比例系数；K_IV为进气流量积分系数；T_I为采样周期，S为积分分离开关，当︱e(k)︱<ξ时，ξ取值为0.5，S＝1，︱e(k)︱≧ξ时，S＝0。

3.如权利要求1所述的一种基于自适应控制的燃油脱水脱氧设备控制方法，其特征在与：所述步骤7中PWM驱动器输入参数x₁(k)为电动球阀驱动电路中IGBT驱动信号占空比，输出参数y₁(k)为电动球阀开距，根据所选型号电动球阀线圈电流特性及整流电路驱动特性，PWM驱动器的设计步骤如下：

y₁(k)＝K_A[x₁(k-1)+x₁(k-1)²+x₁(k-¹)³]+K_B∫x₁(k)dk+K_Cdx₁(k)/dk+C (2)

式中，y₁(k)为PWM驱动器第k次的调节输出；x₁(k)为第k次PWM驱动器的输入值；K_A为比例补偿系数；K_B为积分补偿系数；K_C为微分补偿系数，C为常数补偿。

4.如权利要求1所述的一种基于自适应控制的燃油脱水脱氧设备控制方法，其特征在与：所述步骤8中PI调节器的输入参数y₁(k)为电动球阀开距，输出参数u₂(k)为进油流量输入值，根据所选型号电动球阀开距与对应流量关系及预先输入的油气比值，PI调节器的设计步骤如下：

u₂(k)＝k_py₁(k)+k_i∫y₁(k)dk (3)

式中，y₁(k)为PI调节器第k次的输入值；u₂(k)为第k次PI调节器第k次的输出值；k_p为比例系数；k_i为积分系数。

5.如权利要求1所述的一种基于自适应控制的燃油脱水脱氧设备控制方法，其特征在与：所述步骤10中自适应模糊PID控制器的输入参数e₁(k)为步骤9中实际检测的进油流量与进油流量输入值的偏差值，输出参数为PWM信号占空比，自适应模糊PID调节器的设计步骤如下：

采用最基本的控制规律，即

x₂(t)＝k_pe₁(t)+k_i∫e₁(t)dt+k_dde₁(t)/dt (4)

其中k_p、k_i、k_d为三个控制参数。模糊推理系统以误差e和误差变化率e_v作为输入，采用模糊推理方法对PID参数k_p、k_i、k_d进行在线整定，以满足在不同的误差e和误差变化率e_v的情况下对控制器参数的不同要求。

(1)取7个语言变量：{负大，负中，负小，零，正小，正中，正大)，设定输入输出变量的模糊子集均为：{NB，NM，MS，ZO，PS，PM，PB)，语言变量的论域均为：{-12，-10，-8，-6，-4，-2，0，2，4，6，8，10，12}；

(2)设定隶属函数为正态型隶属函数；

(3)通过Mamdani型推理算法进行模糊决策，最后通过中心平均法进行逆模糊化处理。

6.如权利要求1所述的一种基于自适应控制的燃油脱水脱氧设备控制方法，其特征在与：所述步骤11中PWM驱动器输入参数x₂(k)为进油泵电机驱动电路中IGBT驱动信号占空比，输出参数y₂(k)为进油流量值，根据所选型号进油泵电机线圈电流特性及三相逆变电路的驱动特性，PWM驱动器的设计步骤如下：y₂(k)＝K_A[x₂(k)³+3x₂(k)²-1.8]+K_B∫x₂(k)dk+K_Cdx₂(k)²/d²k+K_Ddx₂(k)/dk+C (5)

式中，y₂(k)为PWM驱动器第k次的调节输出；x₂(k)为第k次PWM驱动器的输入值；K_A为比例补偿系数；K_B为积分补偿系数；K_C、K_D为微分补偿系数，C为常数补偿。