涡轮增压柴油机的建模与控制方案
介绍了涡轮增压柴油机的两类模型:动态输入/输出(I/O)模型和稳态模型。提出了一种涡轮增压柴油机的建模与废气再循环(EGR)控制的方法。开发了I/O模型。对RST多项式I/O控制器进行了计算,结果表明,用该控制器来控制柴油机非常有效,能够保证柴油机运转过程输出性能良好。
现代柴油机通常配备可变几何涡轮增压器(VGT)和EGR系统,同时引入从排气管到进气管的反馈回路,但这导致一个多变量非线性控制出现问题。以前,该问题的控制方法是采用李亚普诺夫函数非线性控制、最小时间最优控制、自适应控制、鲁棒控制、被动设计等。本文用上述不同的控制方法来分别控制一套完全相同的硬件系统,并比较了上述控制方法的综合性能。
为实现对配备EGR涡轮增压柴油机的控制,采用VGR迫使空气进入气缸,能够增加发动机的功率密度。涡轮由废气的能量驱动,其几何尺寸是可变的,这有助于调节涡轮效率,以适应发动机工作点。从排气到进气管二次反馈路径基于EGR系统,其由EGR阀门控制。再循环废气占据部分进气口,从而降低燃烧的温度,因此NOx的排放得到了改善。VGT通常用于控制进气管的绝对压力,废气循环阀控制进入发动机的空气流量,本质上构成一个多变量控制。
Silviu Cirstoiu et al. 2013 2nd International Conference on Systems and Computer Science (ICSCS) Villeneuve d'Ascq, France-August 26-27, 2013.
编译:王亮