汽油發(fā)動機怠速控制方法研究.pdf

1、怠速工況是汽油發(fā)動機的重要工況之一，汽油機約有30％的燃油是消耗在怠速工況中，所以汽油機怠速工況的控制研究一直是個熱點。怠速控制(Idle Speed Control,ISC)的主要目的是在滿足汽油機怠速排放性的基礎上，使發(fā)動機的轉速穩(wěn)定在期望的轉速。發(fā)動機在怠速工況下受多種外部負載影響，其中主要的是四種：汽車空調，電動助力轉向，變速齒輪和交流發(fā)電機。這些外部負載的變化都會造成發(fā)動機轉速的波動，嚴重的甚至會導致發(fā)動機的熄火，所以怠速時提

2、高發(fā)動機對干擾的抑制能力尤為重要。
　　本文以4缸發(fā)動機為研究對象，通過汽油機的平均值模型在Simulink中建立了其仿真模型。并利用德國的發(fā)動機專業(yè)仿真軟件enDYNA驗證了該模型的準確性。然后選取節(jié)氣門開度和點火提前角為控制輸入量，發(fā)動機轉速和進氣歧管壓強為狀態(tài)變量，發(fā)動機轉速為輸出量，建立了兩輸入單輸出的系統(tǒng)狀態(tài)方程。對建立的發(fā)動機非線性數學模型在參考工作點處進行了線性化，通過與原非線性模型的比較，驗證了該線性模型的正確性。

3、
　　針對線性化的發(fā)動機怠速模型，設計了具有輸入約束的H∞狀態(tài)反饋控制器。由于在設計該控制器時存在保守性，使得系統(tǒng)對干擾的抑制能力存在一定的不足。因此，本文還設計了基于MIMO系統(tǒng)干擾觀測器(DOB)的補償控制器，這樣就對系統(tǒng)設計了輸入約束H∞狀態(tài)反饋控制和干擾觀測器的復合控制器。仿真實驗時考慮了四種干擾力矩，并分別在開環(huán)、輸入約束的H∞狀態(tài)反饋控制器、輸入約束的狀態(tài)反饋控制與干擾觀測器的復合控制器等控制方法下進行的，仿真結果表明