汽油發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變?cè)鲆骠敯艨刂频难芯?pdf

1、隨著現(xiàn)代車(chē)輛性能的不斷提高，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)全工況內(nèi)轉(zhuǎn)速控制提出了更高的要求，例如轉(zhuǎn)速控制的魯棒穩(wěn)定性和自適應(yīng)性、調(diào)節(jié)過(guò)程的快速性和平穩(wěn)性等，從而使得發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的研究更具挑戰(zhàn)性，需要更先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論和方法。
　　 針對(duì)現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速魯棒控制算法具有很大的保守性，不能保證發(fā)動(dòng)機(jī)在其整個(gè)工作范圍內(nèi)都具有良好的控制品質(zhì)。本文基于變?cè)鲆嫠枷耄瓿闪四称桶l(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變?cè)鲆骠敯艨刂频难芯?。主要研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新如下：
　　 基于發(fā)動(dòng)機(jī)平

2、均值模型的建模思想，依據(jù)所研究發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，考慮負(fù)載扭矩特性和節(jié)氣門(mén)執(zhí)行器特性，建立了二沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力裝置模型。在Matlab\Simulink環(huán)境下對(duì)所建發(fā)動(dòng)機(jī)模型進(jìn)行了數(shù)值仿真分析，結(jié)果表明所建發(fā)動(dòng)機(jī)模型能夠反映發(fā)動(dòng)機(jī)特性，為汽油發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析和仿真計(jì)算打下了基礎(chǔ)；
　　 基于Takagi-Sugeno(T-S)模糊和區(qū)域極點(diǎn)配置理論，給出了一種新的具有極點(diǎn)約束的模糊變?cè)鲆娣椒ǎC明了系統(tǒng)的穩(wěn)

3、定性和全局性。設(shè)計(jì)了滿足極點(diǎn)約束和性能的多目標(biāo)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器，所設(shè)計(jì)控制器在發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)工作范圍內(nèi)具有連續(xù)增益，避免了傳統(tǒng)變?cè)鲆婵刂品椒ǖ脑鲆媲袚Q問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，考慮發(fā)動(dòng)機(jī)建模誤差及各種不確定因素，考慮具有外界干擾的不確定T-S模糊模型，提出了一種新的具有極點(diǎn)約束的魯棒模糊變?cè)鲆婵刂品椒?，證明了所設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性和全局性?；诖朔椒ㄔO(shè)計(jì)了汽油機(jī)魯棒轉(zhuǎn)速控制器，通過(guò)仿真驗(yàn)證了所提方法的有效性。模糊變?cè)鲆娣椒ɑ诜侄沃乃枷?/p>

4、，將非線性控制設(shè)計(jì)問(wèn)題分解為多個(gè)線性子問(wèn)題來(lái)處理，不需精確的數(shù)學(xué)模型，為復(fù)雜非線性系統(tǒng)提供了一種有效的模糊智能控制方法；
　　 基于線性變參數(shù)系統(tǒng)和多胞的概念，結(jié)合性能和極點(diǎn)配置目標(biāo)，給出了一種多胞變?cè)鲆婵刂品椒?，證明了所設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的全局性?；诙蜠-穩(wěn)定和二次性能概念，利用多胞特性將整個(gè)控制器設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為對(duì)胞體頂點(diǎn)控制器的設(shè)計(jì)，減少了計(jì)算量，利于控制應(yīng)用。基于所給出的多胞變?cè)鲆婵刂品椒ê推蜋C(jī)多胞LPV模型，設(shè)計(jì)了汽油發(fā)動(dòng)機(jī)

5、轉(zhuǎn)速控制器，通過(guò)引入節(jié)氣門(mén)、轉(zhuǎn)速的測(cè)量值，控制器可隨汽油發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)特性的變化而變化，使控制系統(tǒng)沿著所有參數(shù)軌跡都能保持良好的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性能，通過(guò)仿真驗(yàn)證了所提方法的有效性。該方法適合于具有精確LPV模型的非線性系統(tǒng)的變?cè)鲆婵刂?，并具有一定的保守性?br>　　 為了降低多胞變?cè)鲆婵刂破髟O(shè)計(jì)的保守性，利用參數(shù)依賴(lài)Lyapunov函數(shù)方法，考慮參數(shù)變化率，導(dǎo)出了系統(tǒng)穩(wěn)定性條件。應(yīng)用投影引理引入附加矩陣，消除了Lyapunov函數(shù)和系統(tǒng)矩

6、陣之間的耦合，提出了一種設(shè)計(jì)變?cè)鲆婵刂破鞯男路椒?，給予了理論證明。利用多凸概念，將變參數(shù)及其變化率空間的無(wú)窮LMIs求解轉(zhuǎn)化為其頂點(diǎn)集的LMIs凸優(yōu)化求解，大大減少了計(jì)算量，易于數(shù)值實(shí)現(xiàn)。基于所提出的降保守性多胞變?cè)鲆婵刂品椒ê推蜋C(jī)多胞LPV模型，設(shè)計(jì)了汽油發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器，仿真驗(yàn)證了所提方法的有效性；
　　 為了驗(yàn)證所設(shè)計(jì)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制算法的有效性，設(shè)計(jì)并搭建了控制器硬件在環(huán)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)上述控制算法進(jìn)行了硬件在環(huán)仿真