船舶柴油机冷却水系统的智能控制

摘要

本文针对传统的船舶柴油机冷却水PID控制系统不能快速、准确、稳定地调节冷却水温度的问题,提出了智能冷却水温度控制系统总体控制方案和具体方法。在建立船舶柴油机中央冷却系统高温淡水（缸套冷却水）冷却回路的动态热力学模型的基础上，又将柴油机功率模糊控制信号引入到高温冷却水温度控制系统中。通过预先调节三通阀的开度，达到降低冷却水温度动态偏差，快速调节冷却水温度的目的。应用Matlab软件对系统的仿真结果表明，基于功率信号模糊预调节与水温Smith+PID调节的智能控制方法，明显优于常规PID控制方法。在实际应用中实现了对船舶柴油机冷却水的智能精确控制，减少了油耗，延长了发动机的使用寿命。

关键词：智能温度控制；功率信号；精度高；响应快

目     录

内容摘要 I

引    言 1

1  船舶柴油机中央冷却水系统 1

1.1  高温冷却水系统热力学模型 3

1.2  高温淡水冷却器热力学模型 4

1.3  冷却水系统三通阀分配比例模型 4

2  系统结构组成及其工作原理 4

2.1  控制系统结构 4

2.2  控制系统Matlab仿真结果 5

2.3  系统硬件组成 6

2.3.1  测温电路 7

2.3.2  A/D转换电路 8

2.3.3  功率信号测量 9

2.3.4  膨胀水箱液位信号的测量 9

2.3.5  压力信号的测量 10

2.3.6  报警电路 8

2.3.7  AT89S51 10

2.3.8  三通阀门控制电路 10

2.3.9  海水泵控制电路 11

2.4  系统软件程序 11

2.4.1  主程序模块 12

2.4.2  中断程序模块 12

2.4.3  中值滤波程序模块 13

3  系统控制工作过程 13

4  结论 14

参考文献 15