基于“V”模式柴油機(jī)控制策略研究及原型驗證.pdf

1、近50年以來，能源問題日益對全球經(jīng)濟(jì)政治發(fā)展趨勢產(chǎn)生顯著影響，而石油資源逐步枯竭也是全人類必須面對的事實，目前在全球領(lǐng)域內(nèi)對于這種狀況還沒有效的解決辦法。所以，從改進(jìn)技術(shù)方面來全面實現(xiàn)能源節(jié)約，把石油資源的總體消耗水平降低，是一個正確的選擇。因此，低油耗柴油機(jī)的研發(fā)成為各國共同研究方向。低油耗是高壓共軌柴油機(jī)系統(tǒng)的特點，在現(xiàn)階段，高壓共軌柴油機(jī)共軌壓力和怠速工況的閉環(huán)系統(tǒng)主要運用常規(guī)PID控制策略，雖然常規(guī)PID算法結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)能力強(qiáng)

2、，但由于柴油機(jī)本身的工況非常復(fù)雜，如果只用常規(guī)PID控制策略難以滿足現(xiàn)實需要。
　　本文首先基于“V”模式開發(fā)流程下建立柴油機(jī)模型，通過模塊化建模技術(shù)，將柴油機(jī)本體模型劃分為氣缸子系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)等模塊，再構(gòu)建高壓共軌柴油機(jī)（通過平均值模型）物理模型。由MATLAB/Simulink仿真軟件進(jìn)行高壓共軌柴油機(jī)模型的設(shè)計與建立，實現(xiàn)模型驗證。另外，分析以腳踏板開度、轉(zhuǎn)速、冷卻水溫度等傳感器采集量為輸入量，以軌壓、噴

3、油最佳提前角（噴油時間）和噴油量這些電控參數(shù)為被控量所建立的高壓共軌柴油機(jī)(ECU)模塊的工作原理。
　　在上述工作基礎(chǔ)上，本文對PID、模糊-PID、智能積分PID(即:PIID)和分?jǐn)?shù)階智能積分PID(即:PIIλD)幾種控制策略進(jìn)行研究，對原模型里的怠速工況閉環(huán)控制和共軌壓力閉環(huán)控制模塊中的常規(guī)PID控制策略進(jìn)行改進(jìn)。在怠速模塊里，分別采用常規(guī)PID控制和模糊-PID控制兩種算法進(jìn)行離線仿真，仿真結(jié)果表明:模糊-PID控制算

4、法優(yōu)于常規(guī)PID控制，能夠有效改善怠速控制系統(tǒng)的性能。在軌壓模塊里，采用常規(guī)PID、PIID和PIIλD三種控制算法進(jìn)行離線仿真，仿真結(jié)果表明:PIIλD控制策略優(yōu)于常規(guī)PID和PIID控制策略。
　　最后，本文用提出的模糊-PID控制器和PIIλD控制器替代常規(guī)PID控制器，建立高壓共軌柴油機(jī)新模型。并分別對新模型和原模型在測試與分析設(shè)備(Testbasic)上進(jìn)行軟件在環(huán)仿真，仿真結(jié)果表明:采用模糊-PID和PIIλD控制器的