武漢沌口燃機(jī)電廠的燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)為美國(guó)GE公司生產(chǎn)的SPEEDTRONICTM  MARK V系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用了許多較先進(jìn)的技術(shù)，這包括三重冗余的十六位微處理機(jī)控制器，對(duì)于關(guān)鍵的控制和保護(hù)參數(shù)采用三取二冗余表決，以及軟件實(shí)現(xiàn)的故障容錯(cuò)(SIFT)。系統(tǒng)中重要的控制和保護(hù)傳感器也都是三重冗余的，而且對(duì)于關(guān)鍵的開關(guān)信號(hào)輸出在繼電器節(jié)點(diǎn)級(jí)進(jìn)行表決，對(duì)其他的開關(guān)信號(hào)在邏輯級(jí)進(jìn)行表決，對(duì)于模擬控制信號(hào)則利用伺服閥的三個(gè)線圈進(jìn)行冗余控制。
                     
 
                                      圖1  燃機(jī)的燃油供給系統(tǒng)框圖

    燃?xì)廨啓C(jī)從點(diǎn)火啟動(dòng)到加速、全速空載、并車后加載、解列而后降速直至熄焰都與燃油流量的控制密切相關(guān)，另一方面，燃油流量控制系統(tǒng)在整個(gè)燃機(jī)控制系統(tǒng)中也是十分重要和具有代表性的。
燃機(jī)的燃油供給系統(tǒng)框圖如圖1所示。由于主燃油泵為正排量泵，燃油供給系統(tǒng)通過(guò)將主燃油泵泵出的多余燃油通過(guò)旁路閥送回泵的入口從而實(shí)現(xiàn)燃油流量的控制。這其中，燃油截止閥的控制信號(hào)為開關(guān)量，它的開閉取決于控制系統(tǒng)內(nèi)繼電器節(jié)點(diǎn)級(jí)進(jìn)行的三取二表決結(jié)果；旁路閥的開度由所設(shè)的位置傳感器LVDT來(lái)測(cè)量；流量分配器所設(shè)的三個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器用來(lái)測(cè)量實(shí)際的燃油量，這三個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)分別引入三個(gè)微處理器從而實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)的冗余。
                      
 
                                       圖2  燃油量控制系統(tǒng)框圖

    燃油量控制系統(tǒng)框圖如圖2所示。其中燃油流量為被調(diào)量，控制系統(tǒng)綜合轉(zhuǎn)速、排氣溫度等因素給出的燃油量規(guī)定值FSR為目標(biāo)值，而引起燃油流量偏離目標(biāo)值的各種原因（如供給油壓變化、主燃油泵出力變化等）為擾動(dòng)，調(diào)節(jié)燃油量的伺服閥為調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，隨調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動(dòng)作而改變的旁路閥開度就是調(diào)節(jié)量。
實(shí)際上，圖2可以簡(jiǎn)化為圖3所示的系統(tǒng)。
                  
 
                                        圖3  串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)框圖

    由此可以看出燃油流量控制系統(tǒng)為一個(gè)串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，它有兩個(gè)調(diào)節(jié)器和兩個(gè)閉回路控制。其中調(diào)節(jié)器1和調(diào)節(jié)對(duì)象1構(gòu)成的回路稱為副回路，調(diào)節(jié)器1稱為副調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)對(duì)象1（伺服閥和旁路閥）的輸出信號(hào)（旁路閥開度）為輔助被調(diào)量。由調(diào)節(jié)器2，副回路和調(diào)節(jié)對(duì)象2（流量分配器）所構(gòu)成的回路為主回路，調(diào)節(jié)器2為主調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)對(duì)象2的輸出信號(hào)（燃油流量）為主要被調(diào)量。

    因此，該燃油流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

   （1）對(duì)副回路所受到的擾動(dòng)具有很強(qiáng)的克服能力。從圖3可以看出，進(jìn)入副回路的擾動(dòng)為λ1（可能為伺服閥的三個(gè)線圈中的某個(gè)線圈故障或旁路閥在某處卡澀等），主被調(diào)量對(duì)擾動(dòng)λ1的響應(yīng)較慢，輔助被調(diào)量則相對(duì)較快。如果沒(méi)有副回路，擾動(dòng)λ1的影響就需要由主被調(diào)量的變化通過(guò)主調(diào)節(jié)器來(lái)克服，而現(xiàn)在就可以由輔助被調(diào)量的變化通過(guò)副調(diào)節(jié)器來(lái)克服。

   （2）由于副回路起了改善調(diào)節(jié)對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的作用，從而提高了整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)。這是由于串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上區(qū)別于單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)，它用閉合的副回路取代原來(lái)的一部分對(duì)象，而由此副回路等效而成的調(diào)節(jié)對(duì)象，其比例帶和積分時(shí)間比單回路調(diào)節(jié)器的比例帶和積分時(shí)間更小，可見(jiàn)其調(diào)節(jié)品質(zhì)要比單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)有所改善。換句話說(shuō)，盡管加入主回路中的各種擾動(dòng)不包含在副回路中，但副回路起了使等效調(diào)節(jié)對(duì)象的時(shí)間常數(shù)和放大系數(shù)減小的作用，因而串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)在這些擾動(dòng)下的調(diào)節(jié)品質(zhì)要優(yōu)于單回路系統(tǒng)。

    綜上所述，燃?xì)廨啓C(jī)燃油流量控制系統(tǒng)體現(xiàn)了三機(jī)冗余控制的特點(diǎn)，并且也是一個(gè)典型的串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，因而具有很好的調(diào)節(jié)品質(zhì)，實(shí)踐也證明其調(diào)節(jié)性能是非常優(yōu)異的。

    參考文獻(xiàn)：

    [1]周其節(jié)，李培豪.自動(dòng)控制原理.華南理工大學(xué)出版社

    [2]SPEEDTRONICTM  MARK V CONTROL SEQUENCE PROGRAM

    [3]GE OPERATION & MAINTENANCE MANUAL