本文關(guān)鍵詞：基于“V”模式柴油機(jī)控制策略研究及原型驗(yàn)證

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【摘要】：近50年以來,能源問題日益對(duì)全球經(jīng)濟(jì)政治發(fā)展趨勢產(chǎn)生顯著影響,而石油資源逐步枯竭也是全人類必須面對(duì)的事實(shí),目前在全球領(lǐng)域內(nèi)對(duì)于這種狀況還沒有效的解決辦法。所以,從改進(jìn)技術(shù)方面來全面實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約,把石油資源的總體消耗水平降低,是一個(gè)正確的選擇。因此,低油耗柴油機(jī)的研發(fā)成為各國共同研究方向。低油耗是高壓共軌柴油機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn),在現(xiàn)階段,高壓共軌柴油機(jī)共軌壓力和怠速工況的閉環(huán)系統(tǒng)主要運(yùn)用常規(guī)PⅠD控制策略,雖然常規(guī)PⅠD算法結(jié)構(gòu)簡單,適應(yīng)能力強(qiáng),但由于柴油機(jī)本身的工況非常復(fù)雜,如果只用常規(guī)PⅠD控制策略難以滿足現(xiàn)實(shí)需要。本文首先基于"V"模式開發(fā)流程下建立柴油機(jī)模型,通過模塊化建模技術(shù),將柴油機(jī)本體模型劃分為氣缸子系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)等模塊,再構(gòu)建高壓共軌柴油機(jī)(通過平均值模型)物理模型。由MATLAB/Simulink仿真軟件進(jìn)行高壓共軌柴油機(jī)模型的設(shè)計(jì)與建立,實(shí)現(xiàn)模型驗(yàn)證。另外,分析以腳踏板開度、轉(zhuǎn)速、冷卻水溫度等傳感器采集量為輸入量,以軌壓、噴油最佳提前角(噴油時(shí)間)和噴油量這些電控參數(shù)為被控量所建立的高壓共軌柴油機(jī)(ECU)模塊的工作原理。在上述工作基礎(chǔ)上,本文對(duì)PⅠD、模糊-PⅠD、智能積分PⅠD(即:PⅡD)和分?jǐn)?shù)階智能積分PⅠD(即:PⅡλD)幾種控制策略進(jìn)行研究,對(duì)原模型里的怠速工況閉環(huán)控制和共軌壓力閉環(huán)控制模塊中的常規(guī)PⅠD控制策略進(jìn)行改進(jìn)。在怠速模塊里,分別采用常規(guī)PⅠD控制和模糊-PⅠD控制兩種算法進(jìn)行離線仿真,仿真結(jié)果表明:模糊-PⅠD控制算法優(yōu)于常規(guī)PⅠD控制,能夠有效改善怠速控制系統(tǒng)的性能。在軌壓模塊里,采用常規(guī)PⅠD、PⅡD和PⅡλD三種控制算法進(jìn)行離線仿真,仿真結(jié)果表明:PⅡλD控制策略優(yōu)于常規(guī)PID和PⅡD控制策略。最后,本文用提出的模糊-PⅠD控制器和PⅡλD控制器替代常規(guī)PⅠD控制器,建立高壓共軌柴油機(jī)新模型。并分別對(duì)新模型和原模型在測試與分析設(shè)備(Testbasic)上進(jìn)行軟件在環(huán)仿真,仿真結(jié)果表明:采用模糊-PⅠD和PⅡλD控制器的高壓共軌柴油機(jī)新模型比原模型的控制效果好。
【關(guān)鍵詞】：高壓共軌 模糊-PID 智能積分 分?jǐn)?shù)階控制器 "V"模式
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK421
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 柴油機(jī)電控系統(tǒng)概述9-12
• 1.1.1 柴油機(jī)的發(fā)展歷程9
• 1.1.2 柴油機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀9-11
• 1.1.3 柴油機(jī)電控高壓共軌系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.2 柴油機(jī)電控高壓共軌系統(tǒng)軌壓與怠速控制研究與發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.1 軌壓控制策略的研究與發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 怠速控制系統(tǒng)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀13
• 1.3 "V"模式13-16
• 1.4 本文工作16-17
• 2 高壓共軌柴油機(jī)系統(tǒng)建模17-28
• 2.1 平均值模型17
• 2.2 柴油機(jī)系統(tǒng)(高壓共軌)建模17-26
• 2.2.1 建模的性能要求18
• 2.2.2 進(jìn)氣系統(tǒng)模型18-21
• 2.2.3 燃油系統(tǒng)模型21-23
• 2.2.4 冷卻系統(tǒng)模型23-24
• 2.2.5 氣缸模塊模型24-25
• 2.2.6 起動(dòng)機(jī)模型25-26
• 2.2.7 測功機(jī)模型26
• 2.3 模型驗(yàn)證26-28
• 3 電控高壓共軌柴油機(jī)系統(tǒng)ECU控制邏輯分析28-37
• 3.1 狀態(tài)檢測控制策略30
• 3.2 噴油量的控制策略30-33
• 3.2.1 基本控制策略31
• 3.2.2 起動(dòng)過程油量控制策略31-32
• 3.2.3 怠速控制策略32-33
• 3.2.4 調(diào)速控制策略33
• 3.3 噴油壓力控制策略33-35
• 3.4 噴油最佳提前角和噴油脈寬控制策略35-37
• 4 怠速和共軌壓力控制策略改進(jìn)37-60
• 4.1 常規(guī)PID控制算法38-40
• 4.1.1 位置式PID和增量式PID39
• 4.1.2 PID參數(shù)的整定39-40
• 4.2 模糊-PID控制算法40-46
• 4.2.1 模糊-PID控制器的控制原理40-41
• 4.2.2 模糊-PID控制器的模糊論域和模糊化的確定41-44
• 4.2.3 模糊-PID控制器的模糊推理44-46
• 4.3 常規(guī)PID和模糊-PID控制器運(yùn)用到怠速工況46-50
• 4.4 智能積分(PIID)和分?jǐn)?shù)階智能積分(PII~λD)50-53
• 4.4.1 智能積分(PIID)50-51
• 4.4.2 分?jǐn)?shù)階智能積分(PII~λD)51-53
• 4.5 常規(guī)PID、PIID、PII~λD控制器運(yùn)用到軌壓控制53-56
• 4.6 怠速工況和軌壓控制的離線仿真56-60
• 5 軟件在環(huán)仿真60-70
• 5.1 測試與分析設(shè)備60-65
• 5.1.1 實(shí)時(shí)系統(tǒng)60-64
• 5.1.2 綜合信號(hào)管理單元64
• 5.1.3 可編程電源64-65
• 5.1.4 電源分配單元65
• 5.2 軟件平臺(tái)65-67
• 5.2.1 VeriStand軟件的優(yōu)勢65-67
• 5.2.2 模型加載到上位機(jī)中的方法67
• 5.3 仿真結(jié)果67-70
• 6 總結(jié)和展望70-72
• 6.1 總結(jié)70
• 6.2 展望70-72
• 7 參考文獻(xiàn)72-78
• 8 致謝78

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