柴油發電機組的控制系統猶如發電機組的心髒，智能控制系統的使用大(dà)大(dà)提高了柴油發電機組的運行，保障了柴油發電機組的穩定工(gōng)作，那麽控制系統是通過何種原理和算法來實現呢？柴油發電機組的控制部分(fēn)， 數字式勵磁控制器較傳統的模拟電路勵磁控制器具有精度高， 反應快， 控制算法适應性強， 對于不同特性的電機隻要通過調整程序參數就能适應，甚至可以實現更高端的自适應智能控制算法等優點。

    一(yī)、數字勵磁控制器軟件實現與算法研究

    主要是對數字式勵磁控制器的軟件和所采用的控制算法進行論述。首先對數字勵磁控制器的主程序進行設計， 然後對電量參數采集算法和智能勵磁控制算法進行研究， 并在 ＣＰＵ 上進行實現。爲了實現精确的數字勵磁控制， 需要得到實時、精确的電量數據， 而要獲得實時、精确的電量數據， 則需要采用交流采樣方法， 并推導出交流采樣下(xià)各個電量的計算公式， 最終編寫計算出電量數據的算法程序。 交流采樣是按一(yī)定的規律對被測信号的瞬時值進行采樣， 再按照一(yī)定的數學算法求出被測電量參數的測量方法。下(xià)面給出交流電壓， 交流電流， 有功功率， 無功功率， 功率因素的各種算法中(zhōng)的離(lí)散公式。

    二、數字式勵磁控制器總體(tǐ)設計方案

    工(gōng)作電源： 由于微處理器的工(gōng)作電源要求， 我(wǒ)們需要一(yī)個 ５Ｖ 的穩定直流電源， 信号調理電路的運算電路的供電需要一(yī)組±１２Ｖ的直流電源， 另外(wài)， 開(kāi)關量輸出需要驅動繼電器， 所以需要一(yī)個＋２４Ｖ 的直流電源， 爲此我(wǒ)們需要設計一(yī)個電源轉化模塊得到系統正常工(gōng)作所需的三組 ＤＣ 電源。

    三、勵磁輸出主電路的設計

    勵磁控制器的功率輸出爲一(yī)可以控制電流和電壓的直流輸出，總體(tǐ)設計時确定了此勵磁整流輸出的額定電壓爲８０ＶＤＣ，額定勵磁電流爲１０Ａ，強勵時達到２５Ａ。勵磁功率來源于交流電源， 可以是發電機本身提供的， 也可以是外(wài)部提供的，外(wài)部提供的電源通常都比較優良穩定，發電機提供的電源由于有啓動的影響， 而且在運行過程中(zhōng)有可能會發生(shēng)波動畸變等不穩定的因素， 這些都會影響勵磁輸出的性能。所以我(wǒ)們針對從發電機取電的情況進行研究和設計。

    四、交流采樣鎖相環電路

  要進行交流采樣， 通常需要進行同步采樣， 目前交流采樣方式主要有硬件同步采樣、軟件同步采樣和異步采樣三種。硬件同步由硬件同步電路向 ＣＰＵ 提出中(zhōng)斷實現同步。硬件同步電路有多種形式， 常見的如鎖相環同步電路等。硬件同步采樣法是由專門的硬件電路産生(shēng)同步于被測信号的采樣脈沖。它能克服軟件同步采樣法存在截斷誤差等缺點， 測量精度高。利用鎖相頻(pín)率跟蹤原理實現同步等間隔采樣的原理圖如圖 ２．３ 所示：在相位比較器 ＰＤ、低通濾波器 ＬＰ、壓控振蕩器 ＶＣＯ 構成的鎖相環内加入ｎ 分(fēn)頻(pín)器， 輸入 爲被測信号的頻(pín)率， 作爲鎖相環的基準頻(pín)率， 輸出 爲采樣頻(pín)率。經ｎ 分(fēn)頻(pín)後與 相比較，根據鎖相環工(gōng)作原理， 鎖定時 ／ｎ＝， 即： ＝ｎ 。由于鎖相環的時跟蹤性， 當被測信号頻(pín)率 變化時， 電路能自動快速跟蹤并鎖定， 始終滿足 ＝ｎ 的關系， 即采樣頻(pín)率爲被測信号頻(pín)率的整數ｎ 倍， 從而實現一(yī)周内等間隔采樣ｎ 點。此外(wài)， 還可将分(fēn)頻(pín)系數ｎ 爲程序控制， 則可根據不同頻(pín)率的被測信号及 ＣＰＵ、Ａ／Ｄ 轉換器的速度， 動态改變ｎ 值， 以達到最好的效果。

    柴油發電機組控制系統的工(gōng)作原理和算法是相當的複雜(zá)，每個電路的設計都有其特定的算法來予以實現。