柴油机作为目前应用最广泛的动力系统之一,有着诸多独特的优势。在柴油发电机组的动力系统中,由于在发电过程中需要稳定的转速控制,因此对于柴油机的稳定性有着非常高的要求。本文针对柴油发电机组控制稳定性进行研究,提出一种新的转速控制策略并对整个电控单元进行优化设计,使改善的系统可以在受到干扰时,能够以最快的速度恢复到稳定状态且达到最优的控制效果。本文的主要工作有:首先,分析了柴油机发展历程、国内外研究现状,提出研究方向及需要解决的问题。传统的柴油机数学模型在加入不确定的负载干扰之后无法完全反映出系统的动态特性,因此,本文建立了柴油机的动力学模型、执行器和传感器的准稳态数学模型。其次,通过研究现代控制理论,对比各种现代控制策略的优劣势,将滑模变结构控制算法应用到柴油机电控调速系统中,该算法的特性使系统得到了很强的抗干扰性,但同时也存在抖振,因此引入模糊控制削弱系统的抖振,从而优化系统的调速性能,提出一种模糊变结构的控制算法应用到柴油机的控制器中。并通过MATLAB/Simulink仿真证明了该算法具有良好的控制性能。然后,设计了柴油机电控系统执行器的燃油喷射模块,提出高压共轨的燃油喷射策略,优化了高压共轨系统中的喷油量控制、喷油率的控制、多次喷射协调策略、喷油定时控制及轨压控制。使整个系统不仅是控制模块,还有执行模块性能都得到了全面的提高。最后,选定以MC9S12DP256B单片机为核心的微控制系统,围绕该微控制系统设计相应的硬件模块和软件模块。考虑到控制过程中的人机交互和实时监控,本文还设计了基于MCGS的上位机交互和监控系统。