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柴油机作为一种原动力装置,广泛应用于汽车、船舶、工程机械以及航空领域。柴油机电控技术,是利用微处理器来实现对柴油机工作过程优化控制的技术,其中电子调速技术是柴油机电控技术的核心,研究柴油机调速技术具有重要的意义,可以优化柴油机性能、降低燃油消耗率以及改善排放。目前柴油机上广泛使用的调速器是数字式电子调速器,由电磁传感器、控制器和执行器三部分组成。其控制器由专用的微处理器和定制的电路板构成,除输入输出信号外,控制系统的各部分均由软件程序实现,对信号的依赖度降低,具有较强的适应性和扩展功能。但由于目前电子调速器都是根据转速偏差Δn进行调速,即检测到转速发生变化后,电子调速器才开始动作。这样调速方式势必会存在滞后,导致柴油机转速波动较大。本文研究的目的是为了进一步提升发电机用柴油机的转速控制精度,对柴油发电机组来说,稳定柴油机转速不仅可以改善柴油机的工作性能指标,同时还可以优化柴油发电机组输出电压和频率的性能等级,使控制系统具有更好的动、静态特性。为此本文作了以下两方面工作:1、对现有数字式电子调速器的工作原理和控制策略进行分析,提出采用转速反馈-负载前馈的控制策略来改进传统电子调速器控制算法,即在负载已经发生,转速还未出现差值时,将负载干扰前馈到控制器,提前调节供油量,稳定柴油发电机转速。并在Simulink软件中搭建数字仿真模型,通过对比采用PID、自适应模糊-PID以及转速反馈-负载前馈三种控制策略的仿真模型结果发现,采用转速反馈-负载前馈的控制策略控制性能优良。2、设计了基于前馈控制的柴油机电子调速器嵌入式系统。在硬件方面,采用Freescale公司MC9S12XS128单片机作为嵌入式系统微控器,并根据实际功能需求设计了柴油机转速接口电路、执行器电流反馈与功率驱动电路、执行器过流保护电路、通讯模块电路、电动机定子调理电路等一系列外围硬件电路。在软件方面通过移植μC/OS-Ⅱ实时操作系统到Freescale公司MC9S12XS128微控器上搭建嵌入式系统,并利用μC/OS-Ⅱ实时操作系统的多任务管理机制平衡电子调速器中各项任务对CPU的使用需求,使各任务可以协调工作。μC/OS-Ⅱ操作系统的引入不仅使得微控器可以更加有效的利用有限的系统资源,同时也显著提升了微控器的实时性能。对所设计的电子调速器嵌入式系统软、硬件进行试验验证,结果表明相比于原先的只采用转速反馈控制系统,采用转速反馈-负载前馈控制的柴油机电子调速器嵌入式系统调速功能有显著提升。