對置式液壓自由活塞發(fā)動機控制平臺的開發(fā)與研究.pdf

1、電控技術的進步對內(nèi)燃機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有極大的促進作用，現(xiàn)代內(nèi)燃機與傳統(tǒng)內(nèi)燃機的根本區(qū)別，在于它應用計算機技術和現(xiàn)代控制理論，對發(fā)動機的工作過程進行優(yōu)化控制。而發(fā)動機的各種優(yōu)化控制實驗需要功能完善、操作簡便的ECU開發(fā)平臺和監(jiān)測標定系統(tǒng)作為保障?；诖?，本文開發(fā)了一套改進型的嵌入式實時操作系統(tǒng)和多總線監(jiān)測標定平臺，并把該系統(tǒng)應用于對置式液壓自由活塞發(fā)動機的應用研究中。
　　在操作系統(tǒng)方面，首先實現(xiàn)了完全符合OSEK/VDX規(guī)范的嵌入式

2、實時操作系統(tǒng)CORTEX-OSEK-ST，在此基礎上，針對對置式液壓自由活塞發(fā)動機實際控制的需要，設計了操作系統(tǒng)的擴展部分CORTEX-OSEK-EX。在操作系統(tǒng)的擴展部分，增加了內(nèi)存管理和時間管理機制，并對任務管理機制、事件機制、資源管理機制、消息機制進行了改進。最后，在NXP LPC4337微控制器上實現(xiàn)了該操作系統(tǒng)的移植，并對操作系統(tǒng)的實時性進行了測試。在CPU運行頻率為204MHz的情況下，任務切換時間為6.327μs，中斷響應

3、時間為0.38μs。
　　設計了一種新型的監(jiān)測標定平臺。該平臺基于XCP協(xié)議，可分別使用CAN總線、USB總線、以太網(wǎng)總線和WIFI網(wǎng)絡實現(xiàn)ECU與監(jiān)測標定軟件間的通訊。詳細描述了XCP協(xié)議層同步數(shù)據(jù)傳輸、塊傳輸模式、FLASH在線編程以及各總線傳輸層等關鍵技術的設計實現(xiàn)方法。介紹了Android平臺監(jiān)測標定軟件CorDesk的界面設計、通訊模塊設計、監(jiān)測功能模塊設計、標定功能模塊設計和文件管理模塊的實現(xiàn)機制和原理。
　　研

4、究了對置式液壓自由活塞發(fā)動機上止點和活塞同步的控制方法。采用灰色模型修正的能量平衡方程前饋預測加PID反饋的方法，通過逐級預測逐級修正的手段，對上止點進行控制，結果表明，該方法相比于簡單的能量平衡方程預測和PID反饋控制，上止點調(diào)節(jié)具有更小的峰值偏差和更快的響應速度。研究了兩側(cè)活塞摩擦力和下止點存在差異時活塞的運動過程和同步性能，結果表明，單側(cè)活塞的運動會通過共同燃燒室內(nèi)的氣體影響另一側(cè)的活塞運動，采用異步起動機制和高壓閥實時現(xiàn)場調(diào)整的