燃燒控制器的理論與應(yīng)用目錄

第1章 緒論

1.1 燃燒控制的特點(diǎn)與控制需求

1.2 燃燒控制的相關(guān)理論

1.3 通用模糊控制器

1.4 鍋爐智能模糊燃燒控制

1.5 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制多點(diǎn)汽油噴射系統(tǒng)

1.6 研究方法

第2章 自適應(yīng)模糊PID控制

2.1 PID控制參數(shù)整定方法

2.2 基本自適應(yīng)模糊PID控制

2.3 基于對(duì)象動(dòng)態(tài)性能量度的模糊遞階自適應(yīng)控制

2.4 具體的遞階模糊控制結(jié)構(gòu)

第3章 基于PI控制律的通用遞階模糊控制器

3.1 增益調(diào)度控制

3.2 基于PI控制律的閉環(huán)模糊增益調(diào)度控制

3.3 仿真結(jié)果與分析

第4章 時(shí)滯非線性過程的復(fù)合模糊自適應(yīng)控制

4.1 控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

4.2 Smith預(yù)估器與自適應(yīng)PID控制器

4.3 對(duì)象參數(shù)的模糊估計(jì)與在線自適應(yīng)修正

4.4 抗擾動(dòng)PI控制器

4.5 仿真研究

第5章 通用模糊推理芯片F(xiàn)200

5.1 模糊扒理芯片的設(shè)計(jì)

5.2 模糊推理ASIC芯片的知識(shí)庫結(jié)構(gòu)

5.3 模糊推理芯片F(xiàn)200

5.4 燃燒控制應(yīng)用與ASIC芯片的關(guān)系

第6章 通用模糊調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

6.1 通用模糊控制器

6.2 基于高性能單片機(jī)的通用模糊調(diào)節(jié)器GFC-2000B

6.3 基于現(xiàn)場總線的通用模糊控制器GD8000

第7章 鍋爐智能模糊燃燒控制

7.1 鍋爐燃燒原理

7.2 鍋爐的燃燒調(diào)節(jié)

7.3 工業(yè)界對(duì)鍋爐控制的要求

7.4 面向鍋爐燃燒控制的非解析控制的特征與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

7.5 鍋爐智能模糊燃燒控制策略的具體實(shí)現(xiàn)

7.6 鏈條熱水鍋爐的控制組態(tài)與實(shí)際控制效果

7.7 工業(yè)煤粉鍋爐的控制組態(tài)與實(shí)際控制效果

第8章 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)多點(diǎn)汽油噴射控制

8.1 火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理

8.2 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)原理

8.3 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的信號(hào)處理

8.4 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的百放污染與控制方法

……

第9章 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火閉環(huán)控制

第10章 燃燒控制器的故障診斷與容錯(cuò)控制

結(jié)束語

參考文獻(xiàn)2100433B

本書介紹模糊遞階控制系統(tǒng)和自適應(yīng)增益調(diào)度控制系統(tǒng)；自適應(yīng)模糊PID控制，介紹基于PID控制律的簡單實(shí)用的自適應(yīng)方法；針對(duì)動(dòng)態(tài)特性隨操作條件變化對(duì)象建立自適應(yīng)遞階模糊控制器，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)模糊增益調(diào)度，并引入穩(wěn)定監(jiān)督控制，使控制系統(tǒng)具有工程穩(wěn)定性；針對(duì)大時(shí)滯且動(dòng)態(tài)特性隨已知變量變化的非紅性過程，建立基于史密斯預(yù)估和模型參考自適應(yīng)的復(fù)合模糊控制器，不同于偏重理論的時(shí)滯非線性系統(tǒng)魯棒控制器，它具有良好的工程通用性和易實(shí)現(xiàn)性，所構(gòu)成的控制系統(tǒng)不僅有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，而且從理論上能證明了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和收斂性；介紹國內(nèi)首片自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的模糊推理芯片F(xiàn)200的原理與特性；詳述國內(nèi)首臺(tái)通用模糊調(diào)節(jié)器GFC-2000B的研發(fā)過程及春原理；鍋爐智能模糊烯燒控制系統(tǒng)，建立基于“被控設(shè)備描述邏輯”的非解析控制系統(tǒng)，詳細(xì)介紹鍋爐遞階失制系統(tǒng)的各個(gè)層次；詳述發(fā)動(dòng)機(jī)的完整控制策略，包括暖機(jī)控制、空燃比開環(huán)及閉環(huán)控制、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償控制、自學(xué)習(xí)與自適應(yīng)控制，突出模糊控制在發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)中的應(yīng)用；介紹點(diǎn)火控制基本原理，特別描述為實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火閉環(huán)控制而采用的爆震識(shí)別算法；烯燒控制器的故障診斷與容錯(cuò)概率控制。介紹發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷的完整范圍以及非解析重構(gòu)容錯(cuò)控制。

本書主要供從事過程控制（例如鍋?zhàn)o(hù)控制）與汽車控制的科技人員參考，也可供高等院校相關(guān)專業(yè)的師生學(xué)習(xí)參考。

《微控制器的選擇與應(yīng)用》按照最新的職業(yè)教育教學(xué)改革要求，結(jié)合國家示范院校建設(shè)項(xiàng)目成果，以及作者多年的校企合作經(jīng)驗(yàn)編寫。以目前應(yīng)用廣泛的MCS-51系列單片機(jī)為例，系統(tǒng)介紹了微控制器的相關(guān)概念、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、功能、指令系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等知識(shí)與技能?！段⒖刂破鞯倪x擇與應(yīng)用》采用理實(shí)一體化教學(xué)方式，選擇10個(gè)從生產(chǎn)實(shí)踐中提煉的典型設(shè)計(jì)實(shí)例，內(nèi)容由易到難，循序漸進(jìn)，著重培養(yǎng)學(xué)生綜合開發(fā)單片機(jī)產(chǎn)品的能力，為后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)及就業(yè)后順利工作提供技能訓(xùn)練。

《微控制器的選擇與應(yīng)用》為高職高專院校微控制器應(yīng)用或單片機(jī)技術(shù)課程的教材，也可作為應(yīng)用型本科、成人教育、自學(xué)考試、電視大學(xué)、中職學(xué)校、培訓(xùn)班等的教材，同時(shí)也是電子工程技術(shù)人員和參加電子類競賽大學(xué)生的一本實(shí)用的參考書。

《微控制器的選擇與應(yīng)用》配有免費(fèi)的電子教學(xué)課件和練習(xí)題參考答案，詳見前言。

多孔介質(zhì)燃燒基于多孔介質(zhì)燃燒的發(fā)動(dòng)機(jī)

多孔介質(zhì)有利于非定常燃燒過程的另一個(gè)重要特性是它能大幅度提高有效燃燒速率。實(shí)驗(yàn)表明,在常壓條件下,多孔介質(zhì)的存在可使燃燒速率提高10倍 。如果燃燒在更高的壓力下進(jìn)行,則燃燒速率還可進(jìn)一步提高?？梢?多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)非常適合于內(nèi)燃機(jī)那樣強(qiáng)烈瞬態(tài)的燃燒。多孔介質(zhì)燃燒器中蒸發(fā)、傳熱和燃燒過程都能在很短的時(shí)間尺度下完成。這意味著,以瞬態(tài)燃燒為特征的內(nèi)燃機(jī),如采用多孔介質(zhì)技術(shù),則有望達(dá)到優(yōu)良的排放性能。首先,適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)多孔介質(zhì)燃燒室,就可對(duì)燃燒溫度加以控制以降低NOx的排放。再者,多孔介質(zhì)內(nèi)液體燃料的快速蒸發(fā)和完全燃燒也在很大程度上消除了未燃HC的排放。上述諸因素,包括較低的燃燒溫度、快速的蒸發(fā)、均勻的混合氣形成以及燃?xì)庠诜磻?yīng)區(qū)(多孔介質(zhì)內(nèi)部)較長的滯留時(shí)間都使得碳煙微粒的排放得以降低。

美國人Ferrenberg于1990年最早提出了多孔介質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)的概念,并將其稱為再生式或蓄熱式發(fā)動(dòng)機(jī)。其提出的一種柴油機(jī)改造方案。多孔介質(zhì)蓄熱器置于氣缸頂部,通過一驅(qū)動(dòng)桿與活塞同步運(yùn)動(dòng)。蓄熱器在大部分時(shí)間內(nèi),不是與缸蓋接觸,便是與活塞頂接觸。吸氣時(shí),蓄熱器固定在缸蓋上。壓縮行程中,蓄熱器與活塞做反向運(yùn)動(dòng),迫使氣體穿越多孔介質(zhì)的孔隙,從而吸取其中已積蓄的熱量。噴油和燃燒后,蓄熱器向上而活塞向下運(yùn)動(dòng),高溫燃?xì)獯┰蕉嗫捉橘|(zhì)并將熱量傳給后者,從而完成一個(gè)循環(huán)。蓄熱器的性能取決于多孔介質(zhì)的材料,結(jié)構(gòu)和幾何形狀。Ferrenberg采用SiC(12ppi)泡沫陶瓷的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與未加蓄熱器的原型柴油機(jī)相比,在相同的空燃比下,熱效率可提高50%,而比油耗可減少33%。另外,燃燒室頂部的氣體平均溫度有所增加,但其總體的溫度則有所降低.

日本歧阜大學(xué)的花村克悟和越后亮三等人在超絕熱燃燒方面做了不少開拓性工作。他們?cè)?995年就提出了超絕熱發(fā)動(dòng)機(jī)的概念,并試制出一臺(tái)樣機(jī)。其設(shè)計(jì)思想類似于斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)。它由兩個(gè)活塞(動(dòng)力活塞與掃氣活塞)和一個(gè)多孔介質(zhì)蓄熱器組成(實(shí)際上兩個(gè)活塞分別置于兩個(gè)氣缸內(nèi),通過聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動(dòng))。蓄熱器位于兩個(gè)活塞頂之間且固定不動(dòng)。首先,新鮮混合氣被吸入氣缸,掃除缸內(nèi)廢氣,然后掃氣活塞對(duì)混合氣進(jìn)行壓縮,而動(dòng)力活塞則靠近蓄熱器而保持不動(dòng)。在壓縮末期,兩個(gè)活塞以幾乎相同的速度同向運(yùn)動(dòng),使得被壓縮的混合氣在多孔介質(zhì)蓄熱器中被預(yù)熱并著火,從而實(shí)現(xiàn)等容燃燒。在后續(xù)的膨脹過程中,燃燒熱通過動(dòng)力活塞的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成機(jī)械運(yùn)動(dòng),此時(shí),掃氣活塞則靠近蓄熱器保持不動(dòng)。最后在排氣沖程中,兩個(gè)活塞同步右行,廢氣在穿越蓄熱器時(shí),其剩余熱焓被有效地吸收并儲(chǔ)存在多孔介質(zhì)中。計(jì)算表明,即使對(duì)壓縮比僅為2的情況,其熱效率仍然可達(dá)26%,高于常規(guī)的奧托循環(huán)和狄塞爾循環(huán)?；ù宓热苏J(rèn)為,在此基礎(chǔ)上,可以研制出低壓縮比的環(huán)保性好的高效率新型內(nèi)燃機(jī)。

多孔介質(zhì)燃燒基于多孔介質(zhì)燃燒的熱光伏系統(tǒng)

熱光伏系統(tǒng)的基本原理是把燃料燃燒所產(chǎn)生的熱能以熱輻射形式釋放，使用光電池將其轉(zhuǎn)換成電能。熱光伏系統(tǒng)主要包括3大部分：燃燒器、選擇性波長輻射器和光電池。熱光伏系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)包括高功率密度，可使用多種燃料，便捷性，低噪音，可在無太陽光條件下運(yùn)行，同時(shí)維修成本低。最近幾年，基于III-V族半導(dǎo)體的低能帶光電池的發(fā)展 ，熱光伏系統(tǒng)的研究引起了人們的關(guān)注。熱光伏系統(tǒng)在空間尺度上的縮小，使面積/容積比率增大，可更充分地利用燃燒輻射來激發(fā)熱光電轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生電流，提高能量轉(zhuǎn)換效率。一些軍事組織對(duì)熱光伏系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換產(chǎn)生了濃厚的興趣，因?yàn)闊峁夥到y(tǒng)可能實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略上的優(yōu)勢(shì)。加入多孔介質(zhì)的燃燒器由于對(duì)流，導(dǎo)熱和輻射三種換熱方式的存在，使燃燒區(qū)域溫度趨于均勻，保持較平穩(wěn)的溫度梯度。在燃燒穩(wěn)定的同時(shí)還具有較高的容積熱強(qiáng)度。河南科技大學(xué)薛宏 等人以甲烷為燃料，對(duì)多孔介質(zhì)燃燒器在不同孔隙率、不同燃空比和不同混合氣流量的情況下作了一些研究。