隨著缸壓傳感器技術(shù)的進(jìn)步、成本的降低和人們對發(fā)動(dòng)機(jī)高效、可靠和低排放的要求越來越高,船用發(fā)動(dòng)機(jī)開始探索缸壓反饋控制技術(shù)的應(yīng)用。但是,船用發(fā)動(dòng)機(jī)缸壓反饋控制技術(shù)目前仍處于研究和發(fā)展階段,需要進(jìn)行大量的試驗(yàn)和科學(xué)探索。缸壓反饋控制器快速原型和硬件在環(huán)仿真平臺(tái)能為船用發(fā)動(dòng)機(jī)缸壓反饋控制策略研究和系統(tǒng)開發(fā)提供開發(fā)平臺(tái)和測試環(huán)境,減少實(shí)機(jī)試驗(yàn)成本,降低試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)。本文以船用6L16/24-CR型柴油機(jī)為研究對象,開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的船用發(fā)動(dòng)機(jī)缸壓反饋控制器快速原型;研究船用發(fā)動(dòng)機(jī)缸壓反饋控制硬件在環(huán)仿真平臺(tái),以驗(yàn)證快速原型的I/O功能、軟件邏輯和控制效果。船用發(fā)動(dòng)機(jī)缸壓反饋控制快速原型選用NI cRIO-9082嵌入式控制器和LabVIEW軟件作為開發(fā)平臺(tái),缸壓反饋控制策略以IMEP和CA50作為反饋?zhàn)兞?噴射脈寬和噴射正時(shí)作為控制變量�？刂栖浖羞�包含特別的位置管理模塊和用于反饋?zhàn)兞刻崛〉母讐盒盘柌杉吞幚砟K。船用發(fā)動(dòng)機(jī)缸壓反饋控制硬件在環(huán)仿真平臺(tái)主要由虛擬發(fā)動(dòng)機(jī)、LabCAR系統(tǒng)硬件、控制器快速原型組成。虛擬發(fā)動(dòng)機(jī)為模擬發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)仿真模型,是硬件在環(huán)仿真平臺(tái)的重要部分。該模型根據(jù)... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

V型開發(fā)模式結(jié)構(gòu)圖

評估了缸內(nèi)燃燒循環(huán)變動(dòng)對指示平均有效壓力的影響，旨在通過減小循環(huán)間的燃燒循環(huán)變動(dòng)來減少油耗。最后，在整車層面上，采用不同的測試循環(huán)，將基于曲軸轉(zhuǎn)角計(jì)算的缸內(nèi)工作過程和實(shí)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)模型結(jié)合在一起評估發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)油潛力。結(jié)果表明當(dāng)點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)變動(dòng)減小時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)具有減少油耗的潛力[44]。國內(nèi)外許多船舶企業(yè)和單位也有從事缸壓控制相關(guān)的研究，如W rtsil 公司正在為二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)ICC系統(tǒng)，即智能燃燒控制系統(tǒng)，如圖 1-2所示。該系統(tǒng)利用ABB壓力傳感器采集到各缸的缸壓信號，進(jìn)行計(jì)算和修正后，將缸壓信號與曲軸轉(zhuǎn)角信號一一對應(yīng)，并利用多項(xiàng)式求解出壓縮壓力和爆發(fā)壓力。將求解得到的實(shí)際壓縮壓力和爆發(fā)壓力與經(jīng)過進(jìn)氣溫度、掃氣溫度和大氣壓力修正后的標(biāo)定值對比，以此調(diào)整噴油正時(shí)和排氣閥的關(guān)閉時(shí)刻，確保發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮壓力和爆發(fā)壓力維持在標(biāo)定值附近，從而優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)運(yùn)行工況。并且當(dāng)ICC系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)候，內(nèi)置的安全功能能夠限制壓力升高比，減小發(fā)動(dòng)機(jī)部件的過度磨損，降低過負(fù)荷帶來的風(fēng)險(xiǎn)并避免錯(cuò)誤的人工操作[45]。

圖 2-1 NI-compactRIO平臺(tái)實(shí)物圖ompactRIO系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖 2-2，cRIO硬件平臺(tái)的主要優(yōu)勢在于1)高級的控制功能：NI cRIO系統(tǒng)具有高度的靈活性，不僅能通過實(shí)現(xiàn)經(jīng)典的PID控制，也能實(shí)現(xiàn)其他的現(xiàn)代控制方法，如基于模型經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。2)高速、優(yōu)質(zhì)的信號獲取和處理：一個(gè)系統(tǒng)中往往包含多種類型的量，需要既能采集溫度、壓力等緩變信號，又能采集缸壓、振動(dòng)、信號。NI cRIO中集成的FPGA，即現(xiàn)場可編程門陣列，在缸壓信號時(shí)擁有便捷、穩(wěn)定和高效等方面的優(yōu)勢，同時(shí)平臺(tái)中集成有大量高可用于測量、控制應(yīng)用。3)牢固、可靠的嵌入式硬件：NI cRIO采用工業(yè)級設(shè)計(jì)，通過了各和安全性的國際認(rèn)證、評級，硬件整體堅(jiān)固、小巧、可靠，工作溫℃~70℃，在狹小的空間和惡劣的環(huán)境下依然保持良好的性能。4)靈活的模塊化平臺(tái)：NI cRIO具有可拓展的特點(diǎn)，可以根據(jù)控制搭配硬件系統(tǒng)，包括可配置標(biāo)準(zhǔn)的C系列I/O模塊、不同型號的控制

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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[3]基于dSPACE的柴油機(jī)缸壓反饋噴油閉環(huán)控制系統(tǒng)開發(fā)[D]. 徐瑞辰.吉林大學(xué) 2015
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[5]基于缸壓反饋的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)控制研究[D]. 佀慶濤.吉林大學(xué) 2014
[6]電控噴油器用電磁閥測控系統(tǒng)開發(fā)[D]. 范玉.武漢理工大學(xué) 2014
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[8]壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)均勻性研究[D]. 閆明.華中科技大學(xué) 2013
[9]面向循環(huán)內(nèi)燃燒反饋控制的雙核集成式發(fā)動(dòng)機(jī)控制器開發(fā)[D]. 高國景.清華大學(xué) 2012
[10]面向柴油機(jī)燃燒閉環(huán)控制的新一代控制平臺(tái)研究及應(yīng)用[D]. 黃穎.清華大學(xué) 2010



本文編號：3100955