本文關(guān)鍵詞：可變凸輪相位器系統(tǒng)的控制策略及建模仿真研究　出處：《合肥工業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：連續(xù)可變凸輪相位(CVCP)技術(shù)作為發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)之一,通過(guò)改變凸輪軸與曲軸之間的相對(duì)角度來(lái)調(diào)節(jié)配氣正時(shí),可以有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)的低速扭矩、降低油耗、優(yōu)化排放、改善怠速穩(wěn)定性。由于CVCP系統(tǒng)的效能很大程度上依賴于電控單元(ECU)中的相關(guān)控制軟件,因此,在實(shí)際應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制之前,需要對(duì)CVCP系統(tǒng)的控制策略和算法進(jìn)行大量的測(cè)試。在基于V開(kāi)發(fā)模式和基于模型的軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中,軟件在環(huán)(SIL)仿真是CVCP控制軟件開(kāi)發(fā)和調(diào)試的重要環(huán)節(jié),因此,基于模型的控制設(shè)計(jì)和基于模型的軟件測(cè)試便成為發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)(EMS)中CVCP控制軟件開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵內(nèi)容。本文針對(duì)汽油機(jī)葉片式CVCP系統(tǒng),圍繞CVCP控制策略和面向控制的被控對(duì)象建模兩方面開(kāi)展研究。采用基于模型的方法構(gòu)建了CVCP控制系統(tǒng)應(yīng)用層軟件的控制邏輯和控制算法,借助于Matlab/Simulink軟件平臺(tái)建立了控制策略模型和CVCP執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)模型,并利用發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證。主要研究工作如下：1)面向控制的CVCP執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)建模�；谖锢磉^(guò)程和工作機(jī)理,建立了機(jī)油控制閥(OCV)和相位器數(shù)學(xué)模型,并轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的Simulink動(dòng)態(tài)仿真模型,根據(jù)機(jī)油流量特性曲線確定合適的控制占空比,利用發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)所建立的相位器模型進(jìn)行了離線仿真驗(yàn)證。2)基于模型的CVCP控制策略設(shè)計(jì)。建立了相位器使能模塊、凸輪相位位置預(yù)估模塊和位置控制模塊的Simulink模型。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件與控制策略中的相關(guān)控制參數(shù),結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)標(biāo)定的脈譜,通過(guò)判斷使能標(biāo)志確定相位器的使能狀態(tài)。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷,結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、需求扭矩和掃氣補(bǔ)償?shù)刃拚?計(jì)算目標(biāo)相位。采用傳統(tǒng)PID控制算法,根據(jù)目標(biāo)相位與實(shí)際相位的偏差查詢P、I、D的標(biāo)定系數(shù)脈譜,進(jìn)而計(jì)算控制占空比。3)基于發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架測(cè)試數(shù)據(jù)的閉環(huán)仿真驗(yàn)證。將控制策略與凸輪相位器模型構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng),并建立CVCP系統(tǒng)的GUI界面,根據(jù)實(shí)測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件數(shù)據(jù)和實(shí)際相位值,通過(guò)仿真從穩(wěn)態(tài)特性和響應(yīng)特性兩方面對(duì)控制效果進(jìn)行評(píng)判。
[Abstract]:Continuously variable cam phase (CVCP) technology is one of the key technologies of the engine, by regulating the relative angle between the shaft and the cam crankshaft valvetiming, can effectively improve the engine torque at low speed, reduce fuel consumption, optimize emissions, improve the idling stability. Due to the performance of the CVCP system largely depends on the control unit (ECU) related control software, the result, when applied to the engine control before, need to control strategy and algorithm for CVCP system test. In the V development model based on model based software development process, software in the loop (SIL) simulation is an important part of software development and debugging of the control. CVCP therefore, control design model and software testing model based on will become the engine management system (EMS) based on CVCP control software development. The key of this paper gasoline engine vane CVCP Around the CVCP system, control strategy and research of control oriented modeling of the controlled object. The two model is constructed based on CVCP control logic control algorithm and application layer software system, based on the Matlab/Simulink software platform to establish a control strategy model and CVCP actuator dynamic model, which is validated by engine test data. The main research work is as follows: 1) for the control of the CVCP dynamic modeling mechanism. The physical process and working mechanism based on the established oil control valve (OCV) and phase mathematical model and Simulink dynamic simulation model to the corresponding oil, according to the flow characteristic curve to determine the appropriate control of the duty ratio of the phase model the off-line simulation is carried out to verify the use of.2 engine test data) control strategy design model based on CVCP was established. The phaser The module of the Simulink model, the cam position estimation module and position control module. According to the control parameters of the engine operating condition and control strategy, combined with the engine test bench calibration pulse spectrum, judging by enabling landmarks of the phaser enabled state. According to the engine speed and load, with the engine temperature, demand the torque and scavenging compensation correction, calculation of the target phase. By using the traditional PID control algorithm, according to the deviation of target phase and the actual phase of the query P, I, D pulse spectrum calibration coefficient, then calculate the control duty ratio.3) closed-loop simulation engine bench test data verification based on Control strategy and cam phase. A model of closed-loop system, and set up the CVCP system of the GUI interface, the engine operating conditions according to the measured data and the actual phase value by simulation from the steady-state characteristics and response characteristics of the two aspects The control effect is judged.

【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U464.13

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本文編號(hào)：1371671