基于模型設(shè)計(jì)的小型汽油機(jī)空燃比精確控制研究.pdf

1、小型汽油機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠和操作便利等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)與農(nóng)林業(yè)等領(lǐng)域。但其控制粗糙，難以滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)。通過電子控制單元精確控制空燃比配合三效催化裝置可大幅降低小型汽油機(jī)的CO、HC和NOX排放量并達(dá)到排放法規(guī)的要求。本文針對(duì)小型汽油機(jī)的工作特性，借鑒基于模型設(shè)計(jì)的思想，設(shè)計(jì)了一套小型汽油機(jī)無氧傳感器空燃比精確控制系統(tǒng)，對(duì)自主研發(fā)小型汽油機(jī)空燃比精確控制和環(huán)境保護(hù)具有重要意義。
　　控制器開發(fā)流程分為功能設(shè)計(jì)與

2、軟件設(shè)計(jì)兩部分。功能設(shè)計(jì)流程為：首先根據(jù)汽油機(jī)的工作原理，在Simulink環(huán)境下建立汽油機(jī)各子系統(tǒng)的模型，包括進(jìn)氣道模型、燃燒模型、轉(zhuǎn)速模型、空燃比模型和氧傳感器模型，并通過遺傳算法和試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算模型結(jié)構(gòu)參數(shù)；然后基于汽油機(jī)模型設(shè)計(jì)空燃比精確控制算法模型，包括空燃比計(jì)算模塊、模式調(diào)度模塊和 PI控制器模塊?？刂扑惴ǜ鶕?jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況和空燃比閉環(huán)控制作用區(qū)域，采集發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、進(jìn)氣壓力、進(jìn)氣溫度以及機(jī)體溫度等信號(hào)，計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻空燃比

3、，將氧傳感器模型得到反饋電壓信號(hào)輸入到 PI控制器中，最后PI控制器輸出空燃比的燃油修正量。軟件設(shè)計(jì)流程為：首先對(duì)控制器的模型進(jìn)行詳細(xì)地單元測(cè)試和集成測(cè)試；其次配置 Simulink生成模型代碼參數(shù)，自動(dòng)生成空燃比控制器模型C代碼；再次在freescale處理器芯片的Codewarrior IDE編譯環(huán)境下，建立空燃比閉環(huán)控制功能的接口函數(shù)將自動(dòng)生成的代碼無縫集成到已有ECU軟件架構(gòu)中；最后編譯器將C代碼編譯成單片機(jī)可執(zhí)行的二進(jìn)制文件。