基于粒子群優(yōu)化的空燃比最優(yōu)極點配置控制.pdf

1、汽油發(fā)動機（簡稱汽油機）燃油的不完全燃燒會導致環(huán)境污染和能源浪費，從而使其經(jīng)濟性能和排放性能下降。通過使用三元催化轉化器可以減少有害氣體排放量，但其有效轉化要求空氣質量和燃油質量混合比率（即空燃比）保持在理想值附近。傳統(tǒng)的空燃比控制以MAP(Manifold Air Pressure)圖結合比例積分(PI)控制為主，計算方便，但需要進行大量的標定試驗，在瞬態(tài)工況下空燃比控制精確不高。因此，研究結構簡單、控制精度高的空燃比控制方法具有重要

2、的現(xiàn)實意義。
　　本文在總結現(xiàn)有汽油機空燃比控制技術的基礎上，運用發(fā)動機平均值模型、粒子群優(yōu)化和極點配置控制技術，提出了一類新的汽油機空燃比控制方法，實現(xiàn)汽油機空燃比的精確控制。本文主要研究工作及創(chuàng)新點如下:
　　(1)提出了線性時不變系統(tǒng)最優(yōu)極點配置概念，設計了汽油機空燃比最優(yōu)極點配置狀態(tài)反饋和輸出反饋控制器?；谌加桶l(fā)動機平均值模型，采用了粒子群優(yōu)化算法求解空燃比系統(tǒng)最優(yōu)極點配置問題，實現(xiàn)空燃比最優(yōu)極點配置狀態(tài)反饋控制器

3、設計;再考慮空燃比系統(tǒng)狀態(tài)不能直接測量問題，引入狀態(tài)觀測器重構系統(tǒng)的狀態(tài)，實現(xiàn)基于觀測器的空燃比最優(yōu)極點配置輸出反饋控制器設計;仿真結果驗證了設計控制器的有效性。
　　(2)改進了一種遺傳粒子群優(yōu)化算法，設計了汽油機空燃比最優(yōu)極點配置跟蹤控制器。針對傳統(tǒng)粒子群優(yōu)化算法易陷入局部最優(yōu)問題，結合遺傳算法的交叉和變異操作，引入平均最優(yōu)位置概念，提出了一種改進的遺傳粒子群優(yōu)化算法。在此基礎上，同時優(yōu)化空燃比系統(tǒng)極點和觀測器極點，實現(xiàn)汽油機