本文關(guān)鍵詞： 混沌時(shí)序 瞬態(tài)工況 空燃比 自適應(yīng) 控制策略　出處：《長(zhǎng)沙理工大學(xué)》2015年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展,汽車(chē)已經(jīng)不再是人民眼里的奢侈品,己作為一種日常消費(fèi)用品,作為一種代步工具走入普通百姓的家,中國(guó)正逐步進(jìn)入汽車(chē)社會(huì)。交通工具的發(fā)達(dá)與運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的日益完善,交通運(yùn)輸物流量不斷提高,交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)在帶給我們無(wú)限便利的同時(shí),其運(yùn)載工具的污染排放已成為城市大氣污染的重要來(lái)源之一,嚴(yán)重影響著我們生活家園與環(huán)境保護(hù)的可持續(xù)發(fā)展。目前,日趨緊缺全球能源倒逼世界各國(guó)不斷提升汽車(chē)尾氣的排放標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī),汽車(chē)環(huán)保節(jié)能、降低排放污染物是交通運(yùn)輸行業(yè)迫在眉睫的問(wèn)題,其中對(duì)汽油機(jī)的節(jié)能與排放控制研究具有重要意義。目前進(jìn)氣道噴射式(PFI)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)依然是我國(guó)商用發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)上占主流地位的發(fā)動(dòng)機(jī),汽油發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性和最優(yōu)空燃比(AFR)控制研究一直為研究人員最為關(guān)鍵和棘手的問(wèn)題。AFR是體現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能、排放性能和燃油經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵參數(shù)之一,精準(zhǔn)控制AFR能有效提升汽油機(jī)的整體性能,并能最大程度降低污染物的排放；當(dāng)汽油機(jī)工作在瞬態(tài)工況時(shí),因其受節(jié)氣門(mén)突變和氧傳感器反饋時(shí)延以及油膜動(dòng)態(tài)效應(yīng)等多方面因素的影響,導(dǎo)致AFR控制出現(xiàn)一定程度的偏差,造成三效催化轉(zhuǎn)化率受到較大程度的影響；所以,怎么樣精準(zhǔn)控制瞬態(tài)空燃比,提高三效催化系統(tǒng)轉(zhuǎn)化效率,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文以當(dāng)今占市場(chǎng)比率最大的進(jìn)氣道噴射式(PFI)汽油機(jī)為研究對(duì)象,分析研究了其瞬態(tài)AFR的精準(zhǔn)控制策略,所取得的研究成果體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)根據(jù)瞬態(tài)空燃比控制系統(tǒng)的特點(diǎn),結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)物理特性,建立了汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)平均值模型。利用MATLAB/SIMULINK仿真軟件,構(gòu)建結(jié)構(gòu)化仿真模型,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)室汽油機(jī)處于穩(wěn)態(tài)／瞬態(tài)工況時(shí)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)建立的發(fā)動(dòng)機(jī)均值模型進(jìn)行仿真驗(yàn)證。(2)汽油機(jī)進(jìn)氣流量系統(tǒng)具有多維、非線性的特征,采取混沌的方法對(duì)汽油機(jī)瞬態(tài)工況進(jìn)氣流量的時(shí)間序列實(shí)施混沌識(shí)別,利用相空間重構(gòu)技術(shù)恢復(fù)進(jìn)氣流量時(shí)間序列多維非線性特性,并建立了一種新型的混沌時(shí)序BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)氣流量預(yù)測(cè)模型,且實(shí)際應(yīng)用于進(jìn)氣流量預(yù)測(cè)中,減少了因進(jìn)氣流量測(cè)量誤差過(guò)大所引起的AFR控制誤差。(3)在瞬態(tài)工況下,油膜動(dòng)態(tài)效應(yīng)使得空燃比偏離理論值,而油膜動(dòng)態(tài)參數(shù)很難進(jìn)行直接且準(zhǔn)確的測(cè)量,只有采取間接、有效的方法去準(zhǔn)確預(yù)測(cè)油膜動(dòng)態(tài)參數(shù),才能提出有效、精準(zhǔn)的燃油動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方案。因此,本文采用混沌時(shí)序最小二乘支持向量機(jī)模型來(lái)在線辨識(shí)油膜的動(dòng)態(tài)參數(shù),設(shè)計(jì)了一種全新的基于油膜參數(shù)在線辨識(shí)模型的汽油機(jī)燃油動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器,對(duì)油膜效應(yīng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償,以便提高汽油機(jī)瞬態(tài)工況下AFR的控制精準(zhǔn)度。(4)在瞬態(tài)工況AFR反饋控制系統(tǒng)中,因汽油機(jī)氧傳感器信號(hào)的反饋時(shí)延和所反饋的數(shù)據(jù)僅是燃燒之后的值,使得控制系統(tǒng)無(wú)法對(duì)燃燒前的偏差進(jìn)行及時(shí)修正,控制系統(tǒng)達(dá)不到實(shí)時(shí)性要求,且AFR的控制精度得不到提高,本文提出了一種新型的基于混沌時(shí)序BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的瞬態(tài)空燃比非線性組合辨識(shí)模型,目的在于提高瞬態(tài)空燃比反饋控制系統(tǒng)中反饋通道中傳遞信息的快速性,也即進(jìn)一步提高空燃比反饋控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性,減少傳感器反饋時(shí)延引起的AFR偏差問(wèn)題：最后建立基于混沌時(shí)序的汽油機(jī)瞬態(tài)空燃比自適應(yīng)復(fù)合控制模型,該模型主要有由進(jìn)氣流量預(yù)測(cè)模型、油膜動(dòng)態(tài)補(bǔ)償模型及瞬態(tài)空燃比組合辨識(shí)模型構(gòu)成,并利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)架對(duì)所設(shè)計(jì)的控制模型的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。
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本文編號(hào)：1476667