基于模型參考自適應的柴油機轉速控制研究

宋恩哲，宋體康，馬 騁，姚 崇，劉昭璐

（哈爾濱工程大學動力與能源工程學院，哈爾濱 150001）

0 概述

柴油機因具有較高的熱效率，仍是民用船舶和軍用船舶的主要動力。柴油機系統是典型的非線性系統，轉速受眾多因素的影響。而柴油機轉速控制是船舶動力系統控制的基礎，需要研究適應性更強的柴油機轉速控制策略。目前，大多數船用柴油機采用比例積分微分（proportion integration differentiation，PID）控制算法，該算法理論簡單，魯棒性強［1］，且易于實現，但傳統PID 的控制參數是線下整定的且無法在線調整。船舶在大海中航行處于復雜多變的環境，傳統PID 控制無法全面地將因素考慮在內。自適應控制技術的出現和快速發展為柴油機轉速控制提供了新的解決方法，模型參考自適應控制（model reference adaptive control，MRAC）成為了新的研究方向。文獻［2］中提出了最小控制綜合（minimalcontrol synthesis，MCS）算法，該算法源于MRAC 算法，在被控對象參數時變、未建模動態及未知擾動等非線性問題存在下，能夠使被控對象達到良好的控制效果［3］。文獻［4］中圍繞六相感應電機的高性能無速度傳感器驅動問題，采用二階滑模模型參考自適應系統估計器，實現了六相感應電機的無速度傳感器優化直接轉矩控制。文獻［5］中研究變慣量負載永磁同步電機時，針對慣量變化引入的位置響應超調和震蕩，采用了一種強魯棒性的模型參考自適應位置控制策略，不依賴于電機機械參數精確建模，在負載慣量發生大范圍變化時仍能保持較好的控制性能。文獻［6］中針對變循環航空發動機多變量控制、建模不確定性及外部隨機干擾等問題，進行了建模不確定下模型參考自適應控制方法及變循環航空發動機應用研究，實現了系統跟蹤誤差漸進為零的目標。……