汽油發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制方法研究.pdf

1、怠速工況是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的重要工況之一，汽油機(jī)約有30％的燃油是消耗在怠速工況中，所以汽油機(jī)怠速工況的控制研究一直是個(gè)熱點(diǎn)。怠速控制(Idle Speed Control,ISC)的主要目的是在滿足汽油機(jī)怠速排放性的基礎(chǔ)上，使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在期望的轉(zhuǎn)速。發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速工況下受多種外部負(fù)載影響，其中主要的是四種：汽車空調(diào)，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向，變速齒輪和交流發(fā)電機(jī)。這些外部負(fù)載的變化都會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的波動(dòng)，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的熄火，所以怠速時(shí)提

2、高發(fā)動(dòng)機(jī)對干擾的抑制能力尤為重要。
　　本文以4缸發(fā)動(dòng)機(jī)為研究對象，通過汽油機(jī)的平均值模型在Simulink中建立了其仿真模型。并利用德國的發(fā)動(dòng)機(jī)專業(yè)仿真軟件enDYNA驗(yàn)證了該模型的準(zhǔn)確性。然后選取節(jié)氣門開度和點(diǎn)火提前角為控制輸入量，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣歧管壓強(qiáng)為狀態(tài)變量，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為輸出量，建立了兩輸入單輸出的系統(tǒng)狀態(tài)方程。對建立的發(fā)動(dòng)機(jī)非線性數(shù)學(xué)模型在參考工作點(diǎn)處進(jìn)行了線性化，通過與原非線性模型的比較，驗(yàn)證了該線性模型的正確性。

3、
　　針對線性化的發(fā)動(dòng)機(jī)怠速模型，設(shè)計(jì)了具有輸入約束的H∞狀態(tài)反饋控制器。由于在設(shè)計(jì)該控制器時(shí)存在保守性，使得系統(tǒng)對干擾的抑制能力存在一定的不足。因此，本文還設(shè)計(jì)了基于MIMO系統(tǒng)干擾觀測器(DOB)的補(bǔ)償控制器，這樣就對系統(tǒng)設(shè)計(jì)了輸入約束H∞狀態(tài)反饋控制和干擾觀測器的復(fù)合控制器。仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)考慮了四種干擾力矩，并分別在開環(huán)、輸入約束的H∞狀態(tài)反饋控制器、輸入約束的狀態(tài)反饋控制與干擾觀測器的復(fù)合控制器等控制方法下進(jìn)行的，仿真結(jié)果表明