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文檔簡介
1、天然氣作為一種新型清潔能源，是發(fā)動機的理想代用燃料。由于天然氣發(fā)動機的動力性、經濟性和排放性與空燃比密切相關，因此空燃比控制仍是天然氣發(fā)動機控制中的主要內容。
由于發(fā)動機中各子系統(tǒng)和發(fā)動機循環(huán)本身固有的多種時延的存在，氣缸內空燃比的檢測存在傳輸延遲。發(fā)動機還是一個具有很強的非線性和多擾動性的系統(tǒng)，其工作時的各種參數隨著輸出功率、轉速及環(huán)境的變化而變化。預測控制采用了預測模型進行多步預測、動態(tài)優(yōu)化、反饋校正等策略，可以充分利用發(fā)
2、動機不同工況的動態(tài)特性各自的特點進行最優(yōu)控制，從而使控制效果優(yōu)于經典的反饋控制系統(tǒng)。
本文首先建立了基于MicroAutoBox的CNG發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)基本硬件平臺，然后利用MATLAB/Simulink建立了CNG發(fā)動機的控制模型，包括噴氣控制策略模型、點火控制策略模型以及電子節(jié)氣門控制模型，并利用此模型實時控制CNG發(fā)動機的運行，為預測算法的實施提供基本的運行環(huán)境。
針對天然氣發(fā)動機本身的非線性特點和空燃比傳
3、輸延遲的特性，本文分別以受控自回歸積分滑動模型(CARIMA)和神經網絡模型作為預測模型，設計了兩種空燃比的預測控制策略。利用MATLAB/Simulink建立控制器的算法模型，并將其嵌入到CNG發(fā)動機的控制模型中，以dSPACE公司的MicoAutoBox為算法實施平臺，在NQ150N型天然氣發(fā)動機上進行了實驗測試。實驗結果表明，與普通PID控制算法相比，兩種預測控制算法穩(wěn)態(tài)性能優(yōu)良，能明顯改善過渡工況空燃比的控制效果，從而提高了系統(tǒng)
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