高压调门油动机虚拟调试关键技术研究

作     者：耿建 

作者单位：燕山大学 

学位级别：硕士

导师姓名：吴凤和

授予年度：2022年

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：高压调门油动机 仿真建模 虚拟调试 故障识别 状态监测 

摘      要：高压调门油动机是汽轮机控制系统的执行机构,其负责调节汽轮机进气阀门的开度,进而实现调节汽轮机功率的作用。调门油动机调节性能的好坏将关系到整个发电机组的运行质量,但整个油动机电液伺服系统组成复杂,各个子系统之间耦合程度高,出现故障之后不好定位。本文针对该问题,提出了基于仿真模型的虚拟调试方法,通过搭建油动机仿真模型,并在其中添加相应参数与故障模块,实现不同工况下的虚拟调试。(1)对高压调门油动机系统的工作原理与工作状态进行分析,并对系统进行划分与分级,将其分成控制、执行与安全三个子系统,同时确定对各个子系统的核心元件采用面向对象的建模方法。研究高压调门油动机正常工况和异常工况两种工作状态,确定在仿真模型中添加相关故障参数,通过调整参数值实现对油动机两种工况的虚拟调试。(2)对油动机系统中的电液伺服阀、油动机活塞、插装阀与电磁阀进行分析建模,并通过阀测试实验验证伺服阀与插装阀仿真模型的准确性。根据各个系统之间的能量传递形式进行模型整合,并根据仿真结果确定仿真求解器、液压缸内泄漏参数与粘性摩擦系数,搭建完整的高压调门油动机系统级仿真模型。(3)搭建油动机数据采集系统,实现对油动机不同工况下数据的采集,并进行正常工况与伺服阀内泄漏及零偏电流增大两种异常工况的虚拟调试实验。基于所采集的压力与位移的实验阈值及阶跃和快关响应时间等性能指标,通过修改模型中的摩擦力参数、内泄漏参数及电流偏移大小实现油动机正常工况与伺服阀内泄漏及零偏电流增大两种异常工况的仿真,对比仿真与实验结果验证模型的仿真精度与性能。