基于扭矩的CNG發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)分析與點(diǎn)火控制研究.pdf

1、目前,隨著整車控制策略越來越復(fù)雜,傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)不利于整車控制系統(tǒng)的集成與擴(kuò)展,研發(fā)和制作成本也在逐漸提高。因此現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)逐漸過渡到基于扭矩的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng),而適用于天然氣的基于扭矩控制的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)的研發(fā)也在逐步展開。為縮短和發(fā)達(dá)國(guó)家的差距,需要對(duì)其控制策略、控制理論和控制方法進(jìn)行深入的研究。
　　這里利用模型化的電控系統(tǒng)開發(fā)方法,根據(jù)平均值原理在matlab/simulink環(huán)境下建立了天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)仿真模型,并

2、在此模型上對(duì)基于扭矩的控制進(jìn)行了以下五點(diǎn)研究。
　　(1)研究了基于扭矩控制的算法理論,它主要由扭矩需求、扭矩協(xié)調(diào)、扭矩轉(zhuǎn)換、扭矩計(jì)算四個(gè)部分組成。
　　(2)建立MBT點(diǎn)火提前角和進(jìn)氣壓力估算模塊,通過模型得出的參數(shù)得到了發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩與循環(huán)進(jìn)氣量、輸出扭矩與點(diǎn)火提前角之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,由此展開對(duì)基于扭矩控制算法下的火路及氣路控制策略的研究。
　　(3)采用基于模型的發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定技術(shù),利用循環(huán)標(biāo)定的方法得到了初始的點(diǎn)火提

3、前角map,以及怠速下扭矩補(bǔ)償?shù)狞c(diǎn)火提前角map圖。
　　(4)建立了點(diǎn)火控制器對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法的點(diǎn)火實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究,表明神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于非線性的時(shí)變動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)具有良好的控制效果,建立PID電子節(jié)氣門控制器能夠很好的對(duì)節(jié)氣門開度進(jìn)行調(diào)節(jié),結(jié)果表明這兩種控制算法能很好的控制點(diǎn)火提前角和節(jié)氣門開度達(dá)到控制輸出扭矩的目的。
　　(5)通過研究得出的制定了火路(點(diǎn)火提前角)以及氣路(電子節(jié)氣門)扭矩控制算法,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工況達(dá)到了很好

4、的控制效果。根據(jù)火路控制扭矩范圍小響應(yīng)速度快的特點(diǎn),制定了小扭矩需求下利用點(diǎn)火提前角控制轉(zhuǎn)速的快速響應(yīng);而氣路控制扭矩調(diào)節(jié)范圍大,可以作為大扭矩需求下的主要控制參數(shù)。
　　對(duì)點(diǎn)火控制器進(jìn)行了軟硬件設(shè)計(jì),利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了傳感器信號(hào)的采集、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量、利用曲軸凸輪軸的判缸、點(diǎn)火時(shí)刻、點(diǎn)火能量的控制。其中,基礎(chǔ)點(diǎn)火提前角是利用標(biāo)定得到的map圖進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)離線訓(xùn)練獲得,修正點(diǎn)火提前角根據(jù)扭矩補(bǔ)償map圖查詢。
　　建立了一個(gè)