直噴汽油機(jī)過渡工況空燃比控制.pdf

1、在穩(wěn)定工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比控制較為容易；而在變工況條件下，由于進(jìn)氣慣性的原因，進(jìn)氣量波動(dòng)較大，無法準(zhǔn)確地測量進(jìn)氣流量，這會(huì)導(dǎo)致空燃比偏離理論空燃比，造成排放增加。為了更加精確的控制空燃比，降低污染物的排放，本文采用了PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Proportional-Integral-Derivative Neural Network, PIDNN）控制策略進(jìn)行過渡工況條件下空燃比控制，并進(jìn)行了以下研究工作：
　　以一臺(tái)四缸直噴發(fā)動(dòng)機(jī)為研究

2、對象，利用該發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)，在發(fā)動(dòng)機(jī)建模軟件AMESim中，建立發(fā)動(dòng)機(jī)模型。同時(shí)，基于該直噴發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)，建立單缸直噴發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)平臺(tái)。
　　研究了PIDNN算法的原理與實(shí)現(xiàn)，并在Simulink中搭建PIDNN辨識(shí)器與控制器框圖模型，同時(shí)與 AMESim軟件進(jìn)行聯(lián)合仿真，仿真負(fù)荷選定為常用的中小負(fù)荷條件。本文首先仿真發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對過渡工況空燃比控制的影響；其次仿真了在加速工況和減速工況下，不同的節(jié)氣門開度變化速率對空燃比控制的

3、影響。仿真結(jié)果表明：
　　在同樣的節(jié)氣門開度變化條件下，高轉(zhuǎn)速工況中 PIDNN的空燃比控制效果優(yōu)于低轉(zhuǎn)速工況。
　　當(dāng)在不同的節(jié)氣門開度變化速率條件下，不管是加速工況還是減速工況，空燃比控制效果均隨著節(jié)氣門開度變化速率變得緩慢而漸趨理想，當(dāng)節(jié)氣門開度從10％至40%之間變化時(shí)間超過2s時(shí)，過量空氣系數(shù)一直維持在1附近，節(jié)氣門開度的變化對混合氣濃度基本沒有影響。
　　在單缸直噴發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行空燃比控制試驗(yàn)研究，設(shè)計(jì)了實(shí)現(xiàn)

4、空燃比控制功能的ECU程序以及完成了相關(guān)信號(hào)(進(jìn)氣壓力信號(hào)、節(jié)氣門位置信號(hào)、寬域氧傳感器信號(hào))采集的程序與電路；設(shè)計(jì)完成了節(jié)氣門負(fù)載變化調(diào)節(jié)器，定時(shí)定量的完成不同節(jié)氣門開度的轉(zhuǎn)換；設(shè)計(jì)了與ECU程序相對應(yīng)的上位機(jī)。本文在常用的中小負(fù)荷條件中進(jìn)行試驗(yàn)，測試轉(zhuǎn)速對過渡工況空燃比控制的影響，以及不同的節(jié)氣門開度變化速率對加速工況和減速工況空燃比控制的影響。結(jié)果表明：
　　在不同的轉(zhuǎn)速與不同的節(jié)氣門開度變化速率條件下，PIDNN控制算法對