CN113311886A

CN113311886A - 一种自适应滑油温度控制方法

Info

Publication number: CN113311886A
Application number: CN202110452144.0A
Authority: CN
Inventors: 曾文静; 周阳; 杨兆瀚; 刘祥; 于胜天
Original assignee: 703th Research Institute of CSIC
Current assignee: 703th Research Institute of CSIC
Priority date: 2021-04-26
Filing date: 2021-04-26
Publication date: 2021-08-27

Abstract

本发明的目的在于提供一种自适应滑油温度控制方法，包括如下步骤：将滑油温度PI控制器的目标值设置为最佳工作温度Te，最佳工作范围设置为[A，B]，当滑油温度反馈值在此区间内，无需进行调节；当滑油温度低于A时，如果滑油温度为降低趋势，则启动滑油温度控制PI调节，如果滑油温度为升高趋势，则保持当前输出，直至滑油温度到达最佳工作范围为止；当滑油温度高于B时，判断当前滑油温度变化趋势，如果滑油温度为升高趋势，则启动滑油温度控制PI调节，如果滑油温度为降低趋势，则保持当前输出，直至滑油温度到达最佳工作范围为止。本发明能够很好的改善滑油温度自动控制装置的稳定性和滑油温度滞后响应的特性。

Description

一种自适应滑油温度控制方法

技术领域

本发明涉及的是一种船舶动力装置控制方法，具体地说是船舶动力装置滑油控制方法。

背景技术

船舶动力装置为船舶的航行提供持续动力。在此过程中，动力装置的相关设备如旋转的汽轮机等，需要时刻配合润滑油对其润滑。设备工作时，由于旋转的工作性质，机械能不断产转化成热能，润滑油的温度将随着工况的变化而变化。润滑油的温度过高，将产生质变，起不到润滑作用，此时会对机组造成危害，当温度高于某个限值，必须降速停机。润滑油的温度过低，其粘性增强，润滑效果减弱，严重时导致滑油压力升高，同样也会影响机组运行。因此滑油的温度需要保持在一个合适的范围内。滑油温度的调节依靠海水的冷却，循环水泵将海水泵入，然后通过阀门的开大与关小，控制滑油工作***冷却水的流量，从而控制滑油温度的变化。滑油温度控制有手动和自动两种方式，手动方式即手动按钮调节阀门的开度，自动方式即为在控制器中设定最佳温度值，根据反馈的滑油温度与最佳温度值的偏差，计算阀门开度并输出给执行机构，执行机构动作直至滑油温度到达最佳温度为止。当前的自动控制存在以下三个问题。

1)滑油的最佳工作温度应该是一个范围，而不仅仅是具体的某个值。这里按照滑油的最佳工作值进行自动控制，对滑油温度控制装置的稳定性不利。滑油温度即使发生细微变化，只要是偏离了该最佳值，控制器就需要计算并输出，实际上这部分计算与输出并没有太大的意义，温度的细微变化并未使之超出最佳工作范围，对滑油的品质无影响。

2)温度控制本身是一个滞后过程。由航行工况的变化引起滑油温度的变化是一个滞后的过程，同时海水的冷却引起滑油温度的变化也是一个滞后的过程，两种滞后过程存在于同一控制***中，对滑油温度控制的稳定不利。如果当前滑油温度低于最佳工作值，此时滑油温度控制装置应该是关小阀门开度以减小冷却水流量，但当前航行工况对滑油温度的实际影响是使之升高的趋势，在这两种作用下，滑油温度将会上升很快，控制器再回调会较为困难。

3)虽然滑油温度控制目标值是一个定值或者特定范围，但由于扰动繁多，海水温度、环境温度、循环泵转速、航行状态等随时都会给滑油温度本身带来扰动，所有的扰动，都仅依靠对冷却水量的控制来平衡扰动发生的热量交换，以达到稳态。所以这个控制过程可以理解为动态跟踪过程，且属于间接控制过程。诸此类不确定因素增加了控制的难度。

发明内容

本发明的目的在于提供能够很好的改善滑油温度自动控制装置的稳定性和滑油温度滞后响应特性的一种自适应滑油温度控制方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种自适应滑油温度控制方法，其特征是：

1)将滑油温度PI控制器的目标值设置为最佳工作温度Te，最佳工作范围设置为[A，B]，当滑油温度反馈值在此区间内，无需进行调节，Te∈[A，B]；

2)当滑油温度低于A时，判断当前滑油温度变化趋势，如果滑油温度为降低趋势，则启动滑油温度控制PI调节，如果滑油温度为升高趋势，则保持当前输出，直至滑油温度到达最佳工作范围为止；

3)当滑油温度高于B时，判断当前滑油温度变化趋势，如果滑油温度为升高趋势，则启动滑油温度控制PI调节，如果滑油温度为降低趋势，则保持当前输出，直至滑油温度到达最佳工作范围为止。

本发明还可以包括：

1、当前滑油温度为T，变化趋势为Q，按照以下逻辑策略进行滑油温度的控制：

前一时刻的滑油温度为Tn-1，当前滑油温度为T，后一时刻的滑油温度为Tn+1，

变化趋势Q的计算方式为：

如果Tn+1-T≤0且T-Tn-1≤0，则Q≤0，滑油温度为下降趋势；

如果Tn+1-T≥0且T-Tn-1≥0，则Q≥0，滑油温度为上升趋势。

本发明的优势在于：本发明能够很好的改善滑油温度自动控制装置的稳定性和滑油温度滞后响应的特性。该方法可以作为类似于船舶动力装置中滑油温度控制***使用环境下的温度控制设计参考。

附图说明

图1为滑油温度自动控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1，滑油温度控制采用手动方式控制时：操纵人员根据温度设定值与当前温度反馈值操纵滑油温度调节操控开关使滑油温度达到设定范围内。当滑油温度反馈值高于设定范围上限时，将滑油温度调节操控开关打到“开”位置，视偏差大小，保持相应一段时间，适当开大滑油温度调节阀的开度，然后松开操控开关，使其自动回复到中间空档位置，等滑油温度反馈值降低后，再观察其与设定值的偏差，若有偏差则需重复进行上述过程。当滑油温度反馈值低于设定范围下限时，应将滑油温度调节操控开关打到“关”位置，视偏差大小，保持相应一段时间，适当关小滑油温度调节阀的开度，然后松开操控开关，使其自动回复到中间空档位置，等滑油温度反馈值升高后，再观察其与设定值的偏差，若有偏差则需重复进行上述过程。手动控制与自动控制之间的一个重要区别，即使当开大或关小调节阀的开度后，手动控制时须等待滑油温度的变化观察其变化趋势再下指令，而自动控制时只要滑油温度反馈值与设定值有偏差控制器就会不断起作用。

本发明针对滑油温度自动控制中存在的几个问题，提出以下的滑油温度自动控制方法：

1)将滑油温度PI控制器的目标值设置为最佳工作温度T_e，最佳工作范围设置为[A，B]，当滑油温度反馈值在此区间内，无需进行调节，T_e∈[A，B]。

2)当滑油温度低于A时，判断当前滑油温度变化趋势，如果滑油温度为降低趋势，则启动滑油温度控制PI调节。如果滑油温度为升高趋势，则保持当前输出。直至滑油温度到达最佳工作范围为止。

3)当滑油温度高于B时，判断当前滑油温度变化趋势，如果滑油温度为升高趋势，则启动滑油温度控制PI调节。如果滑油温度为降低趋势，则保持当前输出。直至滑油温度到达最佳工作范围为止。

其中第一条的目的在于改善滑油温度自动控制装置的稳定性。第二、三条将温度控制相比与原来更精细，目的在于改善滑油温度滞后响应的特性。

设当前滑油温度为T，变化趋势为Q。按照以下逻辑策略进行滑油温度的控制。

前一时刻的滑油温度为Tn-1，当前滑油温度为T，后一时刻的滑油温度为Tn+1。

变化趋势Q的计算方式为：

如果Tn+1-T≤0且T-Tn-1≤0，则Q≤0，认为滑油温度为下降趋势；如果Tn+1-T≥0且T-Tn-1≥0，则Q≥0，认为滑油温度为上升趋势。

Claims

1.一种自适应滑油温度控制方法，其特征是：

2.根据权利要求1所述的一种自适应滑油温度控制方法，其特征是：

当前滑油温度为T，变化趋势为Q，按照以下逻辑策略进行滑油温度的控制：

变化趋势Q的计算方式为：

如果Tn+1-T≤0且T-Tn-1≤0，则Q≤0，滑油温度为下降趋势；

如果Tn+1-T≥0且T-Tn-1≥0，则Q≥0，滑油温度为上升趋势。