基于MATLAB的汽油發(fā)動機空燃比控制方法研究.pdf

1、汽車空燃比控制和點火提前角控制是發(fā)動機控制系統(tǒng)中的兩個重要問題。為了使汽車滿足一定的排放要求，同時具有良好的駕駛性能，需要對發(fā)動機的空燃比和點火提前角進行控制。這是因為三元催化轉(zhuǎn)化器的轉(zhuǎn)化效率在可燃混合氣的化學(xué)當(dāng)量比上達(dá)到最高，所以需要控制發(fā)動機的空燃比在這一理論值附近，減少廢氣排放。對發(fā)動機的轉(zhuǎn)速進行有效控制同樣也是發(fā)動機控制系統(tǒng)中的一個重要問題，不僅能夠柔性的體現(xiàn)發(fā)動機的動力性能，而且還能夠節(jié)省燃料從而提高發(fā)動機的經(jīng)濟性能。

2、　　 本文首先利用Matlab/simulink建立發(fā)動機系統(tǒng)模型及控制系統(tǒng)模型。由于發(fā)動機控制系統(tǒng)是一個多輸入多輸出的非線性系統(tǒng)，空燃比控制系統(tǒng)的模型具有參數(shù)不確定性和時變非線性，傳統(tǒng)的辨識模型的方法很難應(yīng)用。為此，本文考慮針對發(fā)動機不同工況下的運轉(zhuǎn)特性，分別使用不同的控制算法?；谏窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制算法簡單，魯棒性較強，適合于發(fā)動機這樣的在瞬態(tài)工況下有純時滯的非線性對象，本文選用自適應(yīng)能力更強、學(xué)習(xí)更快、效率更高的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法

3、；基于參數(shù)模糊自整定PID控制算法具有動態(tài)跟蹤品質(zhì)好和穩(wěn)態(tài)精度高且對控制系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整不太敏感等優(yōu)點，本文將此算法應(yīng)用于熱機怠速工況中；在穩(wěn)態(tài)控制工況中，本文采用被廣泛應(yīng)用的MAP圖控制方法，而區(qū)別以往MAP圖控制方法的是該方法是經(jīng)過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法優(yōu)化后的控制精度更高的控制方法。
　　 其次本文建立了發(fā)動機仿真標(biāo)定模型，并利用仿真標(biāo)定的方法替代部分的實機試驗獲得初始MAP數(shù)據(jù)。在對初始MAP數(shù)據(jù)的優(yōu)化處理中引入人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測法

4、。從過程上看該方法似乎有點繁瑣，但利用MATLAB提供的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱，使得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和訓(xùn)練過程都比較簡單，更重要的是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠利用到所用的數(shù)據(jù)信息。再考慮發(fā)動機的強非線性因素，所以從這一點來講，傳統(tǒng)的線性插值法肯定是不精確的。而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在非線性映射方面恰恰是它的優(yōu)勢所在，所以從理論上來講，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測法來對噴油MAP初始數(shù)據(jù)進行處理是更可靠的
　　 最后本文基于MATLAB/GUIDE圖形界面開發(fā)環(huán)境自制了針對發(fā)動機