隨著排放法規(guī)的日益嚴格和能源危機的日益加重,近年來,內(nèi)燃機替代燃料的研究越來越受重視,其中柴油引燃天然氣發(fā)動機成為研究熱點。但是柴油引燃天然氣發(fā)動機在中低負荷下存在THC和CO排放高、效率低等問題,主要原因在于引燃油噴射策略不靈活、缸內(nèi)混合氣濃度不合適。通過對柴油引燃天然氣發(fā)動機的控制需求進行分析,本文采用基于模型的開發(fā)方式建立了由高壓共軌柴油系統(tǒng)、天然氣單點進氣系統(tǒng)和節(jié)氣門進氣系統(tǒng)組成的的一體化整機控制模型。相較于傳統(tǒng)開發(fā)方式,基于模型的開發(fā)具有圖形化界面、早期驗證、文檔自動生成、開發(fā)周期短等優(yōu)勢。柴油引燃天然氣發(fā)動機控制系統(tǒng)采用基于油量的控制方式,以恒轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制為核心,軌壓閉環(huán)控制為基礎(chǔ),協(xié)調(diào)控制柴油噴射量、天燃氣噴射量和節(jié)氣門開度。其中,軌壓控制采用前饋量加變PID閉環(huán)控制器的控制策略,實驗結(jié)果顯示穩(wěn)態(tài)誤差小于1MPa,瞬態(tài)超調(diào)小于2MPa,響應(yīng)時間小于300ms。轉(zhuǎn)速控制和節(jié)氣門位置控制采用適合發(fā)動機實時控制的變PID閉環(huán)控制器的控制算法,達到較好的控制效果。另外,提出了基于模型的進氣量估計方法,由此開發(fā)出氣路控制策略,一方面氣量-角度的模型結(jié)構(gòu)可以用作λ控制的前饋量,另一方...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景
        1.1.1 內(nèi)燃機排放
        1.1.2 天然氣
        1.1.3 柴油引燃天然氣發(fā)動機
    1.2 課題的提出
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 基于模型開發(fā)的應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.3.2 柴油引燃天然氣發(fā)動機關(guān)鍵控制技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.3 柴油引燃天然氣發(fā)動機性能優(yōu)化研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 快速原型控制系統(tǒng)
    2.1 快速控制原型硬件平臺介紹
    2.2 快速控制原型系統(tǒng)配置和使用
        2.2.1 RapidPro的配置
        2.2.2 發(fā)動機正時
        2.2.3 噴油器驅(qū)動
        2.2.4 實時監(jiān)控和標定
    2.3 本章小結(jié)
第3章 基于模型的控制系統(tǒng)軟件開發(fā)
    3.1 柴油引燃天然氣發(fā)動機控制系統(tǒng)軟件框架
    3.2 模型測試
    3.3 反饋信號及濾波
        3.3.1 低通濾波
        3.3.2 單步預(yù)測
    3.4 軌壓控制
        3.4.1 軌壓控制策略開發(fā)
        3.4.2 軌壓控制效果
    3.5 恒轉(zhuǎn)速控制
        3.5.1 轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制算法
        3.5.2 轉(zhuǎn)速閉環(huán)調(diào)速效果
    3.6 節(jié)氣門控制
        3.6.1 節(jié)氣門控制軟件開發(fā)
        3.6.2 驅(qū)動信號對節(jié)氣門動態(tài)響應(yīng)的影響
    3.7 柴油引燃天然氣發(fā)動機模式切換系統(tǒng)
        3.7.1 柴油引燃天然氣發(fā)動機工作模式介紹
        3.7.2 模式切換效果
    3.8 本章小結(jié)
第4章 柴油引燃天然氣發(fā)動機低負荷性能分析
    4.1 實驗條件及實驗設(shè)計
    4.2 預(yù)噴策略對發(fā)動機性能的影響
        4.2.1 預(yù)噴正時
        4.2.2 預(yù)噴比例
        4.2.3 噴射壓力
    4.3 過量空氣系數(shù)對發(fā)動機性能的影響
    4.4 本章小結(jié)
第5章 基于模型的氣路控制研究
    5.1 氣路分析及進氣流量建模
    5.2 氣路控制策略及驗證
    5.3 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 研究工作總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝



本文編號：3839389