廢氣稀釋可控自燃汽油機(jī)瞬態(tài)空燃比控制策略研究.pdf

1、廢氣稀釋可控自燃技術(shù)因其能夠同時改善燃油經(jīng)濟(jì)性及NOx排放，受到了內(nèi)燃機(jī)研究領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。通過進(jìn)氣量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生負(fù)氣門重疊角來調(diào)節(jié)缸內(nèi)廢氣量是實(shí)現(xiàn)廢氣稀釋可控自燃的一種手段。進(jìn)氣門開啟時刻，缸內(nèi)廢氣的重壓縮過程容易導(dǎo)致進(jìn)氣前回流。并且這種燃燒方式對燃燒邊界條件比較敏感，在瞬態(tài)工況下容易受擾動的影響而發(fā)生空燃比大幅波動。
　　瞬態(tài)工況下，準(zhǔn)確地獲得缸內(nèi)進(jìn)氣量同時采用有效的控制算法進(jìn)行閉環(huán)反饋是實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)空燃比有效控制的關(guān)鍵。本文根據(jù)

2、狀態(tài)觀測和主動抗擾控制（Active Disturbance Rejection Control, ADRC）的原理提出了一種動態(tài)進(jìn)氣量觀測和ADRC反饋的空燃比控制策略。作為算法的前饋部分，進(jìn)氣量觀測器能夠?qū)崿F(xiàn)對進(jìn)氣量建模過程中確定性成分的在線估計，在其搭建過程中考慮了進(jìn)氣前回流對進(jìn)氣歧管內(nèi)氣體壓力和溫度動態(tài)變化的影響。仿真結(jié)果表明，該觀測器在瞬態(tài)工況下對缸內(nèi)充氣效率具有較高的觀測精度，且對于不同的發(fā)動機(jī)平臺具有較好的可移植性。為了進(jìn)

3、一步實(shí)現(xiàn)對空燃比的閉環(huán)精確控制，本文采用ADRC控制器作為反饋部分，其包括基本控制率及擴(kuò)張狀態(tài)觀測器（Extended State Observer, ESO）兩部分。ESO將進(jìn)氣量模型的偏差、油路動態(tài)以及其他外部干擾等效為總擾動，并進(jìn)行實(shí)時估計；基本控制率將此擾動在控制輸入端給予補(bǔ)償，從而實(shí)現(xiàn)了對系統(tǒng)擾動的主動抑制。
　　在搭建的可控自燃汽油機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺上對瞬態(tài)空燃比算法進(jìn)行驗(yàn)證，對比分析了傳統(tǒng)靜態(tài)前饋和PID反饋策略的控制效果。