基于預(yù)測(cè)控制的柴油機(jī)氣路系統(tǒng)控制研究.pdf

1、柴油機(jī)進(jìn)氣閥關(guān)閉(IVC)時(shí)刻的缸內(nèi)環(huán)境條件和噴油參數(shù)是決定柴油機(jī)燃燒模式的關(guān)鍵，其中噴油量、噴油定時(shí)、噴油壓力、噴油方式等噴油參數(shù)的控制，這在現(xiàn)代高壓共軌系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)起來(lái)相較容易。相對(duì)而言，由于受到進(jìn)氣條件、進(jìn)排氣總量、缸內(nèi)殘留廢氣狀態(tài)、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況等多種因素的影響，缸內(nèi)環(huán)境條件的控制更具難度?？刂茪飧變?nèi)狀態(tài)的一個(gè)研究方向是把重點(diǎn)放在控制當(dāng)進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)的進(jìn)氣歧管的狀態(tài)。因?yàn)檫M(jìn)氣歧管的狀態(tài)決定實(shí)際進(jìn)入燃燒室的氣體的狀態(tài)。這需要建立一套復(fù)

2、雜的氣路系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制機(jī)構(gòu)。通過(guò)復(fù)雜氣路系統(tǒng)來(lái)控制進(jìn)氣壓力、進(jìn)氣溫度及進(jìn)氣的氧氣組分等參數(shù)。這不僅能使那些先進(jìn)的低排的燃燒模式得以應(yīng)用，同時(shí)讓燃燒模式之間的切換成為可能。
　　本文以一款四缸增壓并帶有廢氣再循環(huán)系統(tǒng)EGR和可變噴嘴截面積的渦輪增壓器VGT的柴油機(jī)為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)研究其氣路系統(tǒng)的控制策略及控制器的實(shí)現(xiàn)。在GT-Power軟件上建立了該柴油機(jī)的EGR/VGT組合的復(fù)雜進(jìn)氣系統(tǒng)仿真模型。設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了EGR質(zhì)量流量觀測(cè)器及EG

3、R質(zhì)量流量控制器，并驗(yàn)證其可靠性。采用DMC動(dòng)態(tài)矩陣控制理論，設(shè)計(jì)了進(jìn)氣壓力及進(jìn)氣氧氣質(zhì)量組分的協(xié)同控制器，采用GT-Power和MATLAB/Simulink軟件耦合，搭建聯(lián)合仿真平臺(tái)。進(jìn)行了GT-POWER與MATLAB/SIMULINK聯(lián)合仿真實(shí)驗(yàn)。
　　仿真結(jié)果表明該算法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)刻(IVC)進(jìn)氣壓力和氧氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的主動(dòng)控制，在穩(wěn)態(tài)工況下具有較高的控制精度，并且具有建模簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。該控制模型及方法可為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)