[發明專利]基于振動速度信號的FPLG穩定運行控制方法及系統

有效

• 申請號: 202011138476.3
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112228233B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 唐娟;胡云萍;郭洪強;郭安福
• 申請（專利權）人: 聊城大學
• 主分類號: F02D29/06
• 分類號: F02D29/06
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 朱忠范

1.一種基于振動速度信號的FPLG穩定運行控制方法，其特征在于，包括如下流程步驟：

步驟S110：動子在直線電機拖動力的作用下運動，當動子的運動頻率和動子所能達到的上止點位置達到發動機啟動條件時，發動機點火啟動；

步驟S120：實時采集啟動后動子的振動速度信號，計算描述缸內平均指示壓力的平均位移；

步驟S130：根據平均位移計算平均指示壓力；

步驟S140：根據平均指示壓力計算沖程目標發電量；

步驟S150：根據目標發電量控制發電機端電壓，進而控制實際發電量，實現FPLG穩定運行。

2.根據權利要求1所述的基于振動速度信號的FPLG穩定運行控制方法，其特征在于，所述步驟S110具體包括：

設動子先向左拖動，計算動子從行程中部運動到目標位移需要的拖動力F₁，根據F₁拖動動子運動，判斷第一個拖動半沖程動子能否達到目標位移，若沒有達到，則進行下一個沖程的拖動；

若達到目標位移，則記錄該過程所用時間，計算該沖程動子運動頻率，并和啟動頻率對比，若不滿足啟動頻率，則繼續下個沖程的拖動；若滿足，則控制系統控制發動機點火燃燒，啟動完成。

3.根據權利要求2所述的基于振動速度信號的FPLG穩定運行控制方法，其特征在于：當目標位移和運動頻率都不滿足啟動條件時，則計算從左側止點到右側目標位移需要的拖動力F₂，并反饋給控制系統，并控制電機提供向右的目標電磁力F₂，若該過程動子所能達到的右側止點位置不滿足目標位移時，進行第三次拖動。

4.根據權利要求3所述的基于振動速度信號的FPLG穩定運行控制方法，其特征在于：若右側止點位置滿足目標位移，記錄從左側止點到右側止點所需時間，計算該沖程的動子運動頻率是否滿足啟動頻率，若不滿足，則進行第三次拖動，若滿足，則控制系統控制發動機點火燃燒，啟動完成。

5.根據權利要求1所述的基于振動速度信號的FPLG穩定運行控制方法，其特征在于，所述步驟S120中，結合振動位移和振動速度的微分關系，可得平均位移為：

其中，S₁表示第一點的振動位移，v_j表示第j點的振動速度，Δt為采樣間隔時間，n為選取的振動時段的采樣點數。

6.根據權利要求5所述的基于振動速度信號的FPLG穩定運行控制方法，其特征在于，所述步驟S130中，

根據內燃機原理，平均指示壓力可表示如下：

其中，V_h表示氣缸總容積，p_i、p_i-1分別表示在i、i-1時刻的缸內壓力，V_i、V_i-1表示在i、i-1時刻的缸內容積；

則：

其中，S_i、S_i-1分別表示在i、i-1時刻缸體振動位移。

7.一種基于振動速度信號的FPLG穩定運行控制系統，其特征在于，包括：

啟動模塊，用于在直線電機拖動力的作用下拖動動子運動，當動子的運動頻率和動子所能達到的上止點位置達到發動機啟動條件時，控制發動機點火啟動；

第一計算模塊，用于實時采集啟動后動子的振動速度信號，計算描述缸內平均指示壓力的平均位移；

第二計算模塊，用于根據平均位移計算平均指示壓力；

第三計算模塊，用于利用平均指示壓力和發電量的線性關系，計算本沖程需要的發電量；

控制模塊，用于根據目標發電量控制發電機端電壓，進而控制實際發電量，實現FPLG穩定運行。

8.一種非暫態計算機可讀存儲介質，其特征在于：所述非暫態計算機可讀存儲介質包括用于執行如權利要求1-6中任一項所述的方法的指令。