柴油机燃烧和污染物排放的级联控制



柴油机燃烧和污染物排放的级联控制

将发动机NOx、PM排放控制器与主燃烧控制器结合起来，内部燃烧级联控制器能够有效减少对燃烧所产生的影响。这些影响一部分来源于外循环控制变量，另一部分是柴油机产生的扰动造成的。在较宽的发动机工作范围内对其鲁棒稳定性进行了分析。

提出一个时间离散、多变量的燃烧中心控制器，其被集成在一个级联控制排放的结构中，作为内部控制回路。这种级联控制具有以下优点：①对燃烧反馈控制能够消除气体路径偏离、元件老化、不同燃料质量、不同环境条件对平均指示压力（IMEP）和燃烧中心（CoC）所产生的影响；②内环控制减少了由排放控制器操纵的燃烧时间产生的IMEP偏差；③具有指定控制变量的级联型燃烧控制器可作为反馈回路燃烧特性的扩展基础。

试验结果表明，级联控制结构对于控制PM和NOx的排放、跟踪燃烧特性都是很有潜力的。此外，鲁棒性分析表明，本文所提出的级联控制排放在很大的工作范围内都表现出了较好的鲁棒稳定性。

对燃烧特性的控制是通过内嵌的在线分析仪来实现的，该分析仪已经被用来进行各种燃烧特性的实时估计。对柴油机运行状况做进一步改进将是对燃烧控制回路的扩展，增加控制变量如最大热释放速率、点燃时间等。

刊名：Control Engineering Practice（英）

刊期：2014年第29期

作者：Frédéric Tschanz et al

编译：王维