柴油發(fā)電機組的控制系統猶如發(fā)電機組的心臟，智能控制系統的使用大大提高了柴油發(fā)電機組的運行，保障了柴油發(fā)電機組的穩定工作，那么控制系統是通過(guò)何種原理和算法來(lái)實(shí)現呢？柴油發(fā)電機組的控制部分， 數字式勵磁控制器較傳統的模擬電路勵磁控制器具有精度高， 反應快， 控制算法適應性強， 對于不同特性的電機只要通過(guò)調整程序參數就能適應，甚至可以實(shí)現更高端的自適應智能控制算法等優(yōu)點(diǎn)。

    一、數字勵磁控制器軟件實(shí)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(jìn)行論述。首先對數字勵磁控制器的主程序進(jìn)行設計， 然后對電量參數采集算法和智能勵磁控制算法進(jìn)行研究， 并在 ＣＰＵ 上進(jìn)行實(shí)現。為了實(shí)現精確的數字勵磁控制， 需要得到實(shí)時(shí)、精確的電量數據， 而要獲得實(shí)時(shí)、精確的電量數據， 則需要采用交流采樣方法， 并推導出交流采樣下各個(gè)電量的計算公式， 最終編寫(xiě)計算出電量數據的算法程序。 交流采樣是按一定的規律對被測信號的瞬時(shí)值進(jìn)行采樣， 再按照一定的數學(xué)算法求出被測電量參數的測量方法。下面給出交流電壓， 交流電流， 有功功率， 無(wú)功功率， 功率因素的各種算法中的離散公式。

    二、數字式勵磁控制器總體設計方案

    工作電源： 由于微處理器的工作電源要求， 我們需要一個(gè) ５Ｖ 的穩定直流電源， 信號調理電路的運算電路的供電需要一組±１２Ｖ的直流電源， 另外， 開(kāi)關(guān)量輸出需要驅動(dòng)繼電器， 所以需要一個(gè)＋２４Ｖ 的直流電源， 為此我們需要設計一個(gè)電源轉化模塊得到系統正常工作所需的三組 ＤＣ 電源。

    三、勵磁輸出主電路的設計

    勵磁控制器的功率輸出為一可以控制電流和電壓的直流輸出，總體設計時(shí)確定了此勵磁整流輸出的額定電壓為８０ＶＤＣ，額定勵磁電流為１０Ａ，強勵時(shí)達到２５Ａ。勵磁功率來(lái)源于交流電源， 可以是發(fā)電機本身提供的， 也可以是外部提供的，外部提供的電源通常都比較優(yōu)良穩定，發(fā)電機提供的電源由于有啟動(dòng)的影響， 而且在運行過(guò)程中有可能會(huì )發(fā)生波動(dòng)畸變等不穩定的因素， 這些都會(huì )影響勵磁輸出的性能。所以我們針對從發(fā)電機取電的情況進(jìn)行研究和設計。

    四、交流采樣鎖相環(huán)電路

　　要進(jìn)行交流采樣， 通常需要進(jìn)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 提出中斷實(shí)現同步。硬件同步電路有多種形式， 常見(jiàn)的如鎖相環(huán)同步電路等。硬件同步采樣法是由專(zhuān)門(mén)的硬件電路產(chǎn)生同步于被測信號的采樣脈沖。它能克服軟件同步采樣法存在截斷誤差等缺點(diǎn)， 測量精度高。利用鎖相頻率跟蹤原理實(shí)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(huán)內加入ｎ 分頻器， 輸入 為被測信號的頻率， 作為鎖相環(huán)的基準頻率， 輸出 為采樣頻率。經(jīng)ｎ 分頻后與 相比較，根據鎖相環(huán)工作原理， 鎖定時(shí) ／ｎ＝， 即： ＝ｎ 。由于鎖相環(huán)的時(shí)跟蹤性， 當被測信號頻率 變化時(shí)， 電路能自動(dòng)快速跟蹤并鎖定， 始終滿(mǎn)足 ＝ｎ 的關(guān)系， 即采樣頻率為被測信號頻率的整數ｎ 倍， 從而實(shí)現一周內等間隔采樣ｎ 點(diǎn)。此外， 還可將分頻系數ｎ 為程序控制， 則可根據不同頻率的被測信號及 ＣＰＵ、Ａ／Ｄ 轉換器的速度， 動(dòng)態(tài)改變ｎ 值， 以達到最好的效果。

    柴油發(fā)電機組控制系統的工作原理和算法是相當的復雜，每個(gè)電路的設計都有其特定的算法來(lái)予以實(shí)現。